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重型商用车辆和客车的动力学——振动环境
前述振动环境的所有四个方面都取得了较大的成就9。最重要的成就是驾驶员振动环境的改善，即驾驶室内振动环境的改善。其原因是，如果做得巧妙车辆其他的振动环境、载荷和基础设施的性能也会有改善的效果。巧妙的方式意味着尽可能降低动态力的源头，即大多数情况是道路。另一个原因当然是人道主义方面，绝对没有理由让驾驶员在恶劣的振动环境中工作。当前的情况还不太坏，即使其在全世界范围，当今最好的货车可以提供与乘用车接近的良好振动环境。
关于振动对人体的影响和人如何感觉振动的许多研究，已经进行了许多年参见本书第36章。其为幅值和频率的问题，人体在特定的频率范围对振动更敏感。其原因是人体可以视为生物力学的振动系统，这使得建模成为可能，各种人体部件可以视为质量、弹簧和减振器。人体有许多共振，对应其有最高的灵敏度。对于垂向全身振动，最大灵敏度的频率范围在4~12.5Hz;对于水平振动最大灵敏度的频率范围是0.5~2Hz。测量、分析和评估全身振动的方法是标准化的，在1974年IS02631的第一个版本中描述，此后修改了几次。评价基于个方向频率加权加速度均方根值，加权滤波器经过很多讨论，关于其形式还有很多意见。目前的IS0滤波器可能是一个很好的折中，既然单个人体灵敏度是不同的，没有绝对真理[10]。图19.4给出了加权曲线的渐近逼近，Wd是用于水平加速度的曲线，Wk是用于垂直加速度的曲线。
振动暴露的潜在风险越来越受到社会的关注。自2002以来，欧盟制定了关于全身和手臂振动的限制，目前作为国家规定实施!1。对于全身振动，8h的暴露时间有两种限制。一种动作值是0.5m/s，另一种暴露极限是1.15m/s。这些值是加权加速度均方根值，与IS02631一致，测量整个8h的工作时间。只使用宽带均方根值的重要缺点是，这些假设或多或少针对平稳的振动，没有考虑冲击和瞬态振动。这项新指令无论如何也会引起对振动环境的关注，将可能推动其发展。
最近，重型车辆对基础设施磨损和损坏的影响已经在许多大型研究项目中进行研究。众所周知，静态轴荷具有重要影响，大部分研究集中在动态轴荷的影响上。这导致了所谓对道路友好悬架的定义，在友好意义上其提供小的动态轴荷为了满足道路友好性的要求，当轴受到阶跃激励时，获得的主频不能超过2Hz相对阳尼必须至少为20%。实际情况下，如果没有空气悬架，这种要求难以达到。为了促进道路友好悬架应用，现有法规使用了诸如增加总重或轴载等激励措施。虽然可以讨论定义，但是其基本是使用法规的好方式[12-15]
19.3.2 悬架系统
良好振动环境的关键因素是运行良好的悬架系统。重型货车具有几个重要的系统。从地面开始，有轮胎、底盘的前后悬架、车架、发动机悬置、驾驶室悬置，有时还需要座椅悬置，它们都能够在其位置提供隔振。重要的是，它们从一开始就一起匹配。否则，各自子优化的风险是显而易见的。图19.5说明了各种悬架系统的主要隔离效果。
刚体的固有频率越低，隔振能力越好。这是因为路面输入基本上是宽带的随机激励。悬架有三个基本特性:刚度或柔性、阻尼、空间或弹簧行程。刚度越低，悬架越柔，隔振性能越好。换言之，悬架越软越好。但是，为了使悬架更软，必须有足够的空间。这是一个自然规律，没有严厉的惩罚，不可以违反。当道路变得更粗糙时，惩罚包括瞬间触底。第三个特性是阻尼，耗散能量和限制共振频率的幅值是必需的。存在最佳的阻尼值，其给出最小的振动响应。最小化低频的垂向运动和尤其是侧倾运动也是重要的，以获得良好的控制感。合理利用阳尼非线性特性，在不干扰隔振的情况下衰减慢和大的运动是可能的，即可以实现良好的控制而没有不平顺和颠簸。在原理上，低刚度加高阻尼比高刚度加低阻尼更好，参见第8章。
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