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輪胎的振動特性系列-02

2022-02-11 22:44:25·  來源：誤入輪胎NVH的釣魚人  作者：羅旭  
　
01 概述當(dāng)某結(jié)構(gòu)振動，它可以把振動傳遞給與它接觸的結(jié)構(gòu)。這類振動通常被說成結(jié)構(gòu)傳播。振動結(jié)構(gòu)還可以導(dǎo)致周圍空氣振動，這就是所謂的空氣聲傳播。因此，輪胎
01 概述
當(dāng)某結(jié)構(gòu)振動，它可以把振動傳遞給與它接觸的結(jié)構(gòu)。這類振動通常被說成結(jié)構(gòu)傳播。振動結(jié)構(gòu)還可以導(dǎo)致周圍空氣振動，這就是所謂的空氣聲傳播。
因此，輪胎與路面接觸導(dǎo)致的振動也按照這樣兩種傳播方式把振動傳遞給車內(nèi)乘客和車外附近的人。
假設(shè)振動的幅值和頻率正好在人可感知的范圍內(nèi)，人們就可以感知到力學(xué)振動，同樣，人們還可以通過耳膜感知它。
02 傳播路徑
振動傳遞的路徑主要包括三大類：結(jié)構(gòu)傳播、空氣聲傳播及先結(jié)構(gòu)后空氣聲傳播。
（1）結(jié)構(gòu)振動傳遞到乘客
輪胎振動可以通過懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞給車內(nèi)，在車內(nèi)這些振動可以有兩種方式被感知（見圖1）：
1） 力學(xué)振動，通過地板、座椅和轉(zhuǎn)向輪傳遞到車內(nèi)；
2） 聲學(xué)振動，車內(nèi)表面振動傳遞給空氣，產(chǎn)生噪聲（在上述傳播案例中，先是結(jié)構(gòu)傳遞，而后是空氣傳遞）。

圖1
（2）結(jié)構(gòu)振動傳遞給附近的人
輪胎振動傳遞給路面，繼續(xù)傳遞給建筑物。它們可能被以力學(xué)或聲學(xué)振動的方式被感知。然而，輪胎大幅度的降低這類振動，考慮一個地鐵的案例，沒有輪胎的列車通過地鐵軌道產(chǎn)生的振動可以在周圍建筑的頂樓上感知，如果給列車安裝上輪胎，這個振動就難以被感知了。
頻率在800Hz以下的振動可以通過結(jié)構(gòu)傳播。
（3）空氣振動傳遞給乘客和周圍的人
輪胎胎面振動導(dǎo)致周圍空氣分子振動，然后外部空氣將能量傳遞給車內(nèi)或建筑物內(nèi)的空氣。
頻率300Hz以上的振動可以通過空氣傳播。
三類傳播方式的感知方式見圖2。
圖2
空氣聲和結(jié)構(gòu)傳播的頻率劃分范圍如下，如圖3所示。
1）0-300Hz，結(jié)構(gòu)聲傳遞；
2）300-800Hz，結(jié)構(gòu)和空氣傳遞共存；
3）800Hz以上，空氣聲傳遞。
圖3
03 輪胎振動的傳遞過程
輪胎振動的傳遞過程見圖4。

圖4
當(dāng)輪胎滾動時，路面和花紋以較寬范圍的頻率激勵輪胎。
輪胎把部分振動傳遞給車身。輪胎是過濾和阻尼振動還是放大振動，這取決于激勵頻率。
為了理解輪胎在舒適性中的作用，有必要理解輪胎在整個頻率范圍內(nèi)的振動行為，如圖5所示。

圖5
本次內(nèi)容就跟大家討論到這里，歡迎各位同行指正批評。
參考文獻(xiàn)：《The tyre mechanical and acoustic comfort》。 
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