汽车平顺性试验方法.doc

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1、ICS 4304050T 23a园中华人民共和国国家标准GBT 4970-2009代替GBT 5902-1986，GBT 4970-1996汽车平顺性试验方法Method of running test-Automotive ride comfort(IS0 26311：1997，Mechanical vibration and shockEvaluation of human exposure to wholebody vibrationPart 1：General requirements，NEQ)2009-1 0-30发布 2010-07-01实施丰瞀髅鬻瓣訾糌瞥星发布中国国家标准化管理

2、委员会促19GBT 4970-2009前言本标准对应于ISO 26311：1997机械振动与冲击人体暴露于整体振动的评价第1部分：总要 求，与ISO 26311：1997的一致性程度为非等效。本标准代替GBT 5902-1986汽车平顺性脉冲输入行驶试验方法和GBT 4970-1996汽车平 顺性随机输入行驶试验方法。本标准与GBT 5902一1986和GBT 4970 1996相比主要差异如下：标准名称变化，本标准名称为汽车平顺性试验方法；重新定义车辆类型(见第1章)；重新定义试验路面长度(见第3章)；增加了试验仪器(见第3章)；删除了长坡形凸块(见第4章)；增加了加速度传感器的测量位置(见

3、第6章)；增加了辅助评价方法，引入峰值系数和振动剂量值概念(见第6章)；增加了振动对人体舒适性感觉影响的评价，13倍频带中心频率由原来的09 Hz80 Hz调 整为05 Hz80 Hz，同时重新定义了13倍频带的主要加权系数，增加了不同研究情况下采 用的频率加权函数和轴加权系数表，给出了主、客观评价对应表；在加权加速度均方根值计算里面去掉了直接用功率谱密度计算加权加速度均方根值的方法(见第6章)。 本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。 本标准由国家发展和改革委员会提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：中国第一汽车集团公司技术中心。 本标准主要起草人：秦民、

4、刘明辉、应国增、刘春雁。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB 4970一1985、GBT 4970 1996；GBT 59021986GBT 4970-2009汽车平顺性试验方法1范围本标准规定了汽车在脉冲输入行驶和随机输入行驶工况下的平顺性试验方法。 本标准适用于M类、N类车辆。2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 373012001汽车和挂车类

5、型的术语和定义GBT 4971汽车平顺性术语和定义GBT 7031 2005机械振动道路路面谱测量数据报告(ISO 8608：1995，IDT)GBT 12534-1990汽车道路试验方法通则GBT 1344112007机械振动与冲击 人体暴露于全身振动的评价第1部分：一般要求(IS0 263l一1：1997，IDT)GBT 15089-2001机动车辆及挂车分类3试验条件31道路试验道路应平直，纵坡不大于1，路面干燥，不平度应均匀无突变，累计的试验路面总长度不应小 于试验样本个数要求的最短路面长度，并且两端应有30 m50 nl的稳速段。脉冲输入行驶的试验道路为沥青路面或水泥路面，路面等级按

6、照GBT 7031-2005规定的A级 路面。随机输人行驶的试验道路为沥青路面或水泥路面，具体试验路面等级根据需要确定。32风速风速不大于5 ms。33汽车技术状况331汽车各总成、部件、附件及附属装置(包括随车工具与备胎)应按规定装备齐全，并装在规定的位 置上。调整状况应符合该车设计技术条件的规定。332轮胎充气压力应符合汽车设计技术条件的规定，误差不超过规定充气压力的士3。34汽车的载荷 汽车的载荷为额定最大装载质量，根据需要可增做其他载荷工况的试验。载荷物均匀分布且固定牢靠，试验过程中不应晃动和颠离，亦不应因潮湿、散失等情况而改变质量。35人一椅系统的载荷351测试部位的载荷应为身高17

7、0 m士O05 121、体重为65 kg+_5 kg的真人。352非测试部位的载荷应符合GBT 12534-1990中表1的有关规定。36人的坐姿测试部位的乘员应全身放松，佩戴安全带，双手自然地放在大腿上，其中驾驶员的双手自然地置于 转向盘上，在试验过程中应保持坐姿不变。一般情况下，乘员应自然地靠在靠背上，否则应注明。1GBT 4970-200937试验车速371试验车速应由车速仪监控，试验时，应根据车速选用适当的挡位，车速偏差为试验车速的士4。372脉冲输入行驶：试验车速为10 kmh、20 kmh、30 kmh、40 kmh、50 kmh、60 kmh。373随机输入行驶：针对特定车的设计

8、原则确定试验用良好路面或一般路面。良好路面试验车速：40 kmh最高设计车速(不应超过试验路面要求的最高车速)，每隔10 kmh或20 kmh选取一种车速为试验车速。一般路面试验车速：1)M类车辆：40 kmh、50 kmh、60 kmh、70 kmh；2)N类车辆：30 kmh、40 kmh、50 kmh、60 kmh。4试验仪器和装置41试验仪器 平顺性试验仪器系统应包括加速度传感器、放大器、数据采集仪、车速仪、滤波器等。由试验仪器构成的测试系统应适宜于冲击测量，其性能应稳定、可靠。42脉冲试验用凸块|脉冲输入应采用图1所示三角形状的单凸块。根据试验条件不同，脉冲输入也可用其他高度的凸块或

9、减速带。t400mm图中：一40mm；B按需要而定，但必须大于轮宽。图1三角形凸块5试验方法51加速度传感器安装在下列位置： a)M类车辆：驾驶员及同侧最后排座椅椅垫上方、座椅靠背、脚部地板上； b)N类车辆：驾驶员座椅椅垫上方、座椅靠背、脚部地板、车厢地板中心以及与驾驶员同侧距车厢边板、车厢后板各300 mm处的车厢地板上。 座椅椅垫上方、座椅靠背、脚部地板上需测量三个方向的振动，加速度时间历程包括垂直(z轴向)振动、横向(y轴向)振动和纵向(x轴向)振动。车厢地板处的加速度传感器只需测量垂直振动。 座椅靠背上的传感器布置参见图2；脚部地板上的传感器布置在驾驶员(或乘员)两脚中间位置。安装在

10、座椅座垫上方、座椅靠背上的传感器应与人体紧密接触，座椅座垫上方传感器结构见图B1、座 椅靠背传感器结构见图B2。可根据需要适当增加测点。52脉冲输入行驶试验方法521将凸块放置在试验道路中间，并按汽车轮距调整好两个凸块问的距离。为保证汽车左右车轮同 时驶过凸块，应将两个凸块放在与汽车行驶方向垂直的一条直线上。522试验时，汽车以规定的车速匀速驶过凸块。在汽车通过凸块前50 m应稳住车速。当汽车前轮 接近凸块时开始记录，待汽车驶过凸块且冲击响应消失后，停止记录。523每种车速的有效试验次数应不少于5次。2GBT 4970-2009单位为毫米靠背加载扳翅图2座椅传感器布置53随机输入行驶试验方法5

11、31试验时，汽车应在稳速段内稳住车速，然后以规定的车速匀速驶过试验路段，测量各测试部位的 加速度时间历程。532样本记录长度应满足数据处理的最少数据量要求。6平顺性评价61脉冲输入行驶评价方法611基本评价方法 当振动波形峰值系数(见附录A)小于9时，脉冲输入行驶试验用座椅座垫上方、座椅靠背、乘员(或驾驶员)脚部地板和车厢地板最大(绝对值)加速度响应z与车速口的关系评价。612辅助评价方法当峰值系数大于9时，用基本评价方法不能完全描述振动对人体的影响，还应采用辅助评价方法即 振动剂量值来评价(见附录A)。脉冲输入行驶试验基本评价方法和辅助评价方法的评价指标意义与计算见附录A。62随机输入行驶评

12、价方法对乘员(或驾驶员)人体及脚部地板处的振动用加权加速度均方根值五，评价，并分别用_w。，= i。：3GBT 4970-2009 表示前后方向、左右方向和垂直方向振动的加权加速度均方根值。人体及脚部地板处振动也可用综合总加权加速度均方根值：，来表示。货车车厢的振动用加速度均方根值评价。 随机输入行驶试验的评价指标的意义与计算见附录A。 汽车随机输入行驶平顺性以评价指标与车速的关系曲线作为基本评价方法。 根据需要，随机输入行驶平顺性亦可只用常用车速的评价指标来评价。7数据采集以及处理分段数据采集过程中应采用抗混叠滤波器，如需要在数据处理过程中计算功率谱密度则必须采用 窗函数。数据处理中涉及的采

13、样时间间隔、频率分辨率和独立样本个数等需在满足采样定理并考虑实 际抗混叠滤波器性能指标以及实际工程需要的基础上确定。数据采集以及数据处理建议采用下列参数：a)截止频率：，。90 Hz；b)频率分辨率Af和独立样本个数q：Aft02 Hz，对于随机输入行驶独立样本数g25； c)功率谱密度计算过程中采用Hanning窗函数； d)采样时间间隔在满足截至频率的基础上根据数据采集过程中采用的抗混叠滤波器性能指标确定。8试验报告 试验报告应包括下述内容：汽车型号、发动机号、底盘号、制造厂试验日期；汽车参数：1)最大设计总质量；2)轮胎型号和各轴轴荷；3)轮胎充气压力；4)轴距；5)悬架型式；6)座椅型

14、式；人体参数：1)性别；2)体重；3)身高；测试仪器型号及性能指标；频率分辨率与采样时间间隔；试验场地及路面、气候条件描述；试验结果及分析；试验参加者及报告人；报告日期。4GBT 4970-2009附录A (规范性附录) 平顺性评价指标的意义与计算A1 脉冲输入行驶评价指标的计算A11 最大(绝对值)加速度响应z一的计算 最大(绝对值)加速度响应2一按式(A1)计算：气一丢耋2一(A1)式中：n脉冲试验有效试验次数，n5；z一最大(绝对值)加速度响应，单位为米每二次方秒(ms2)；z。第J次试验结果的最大(绝对值)加速度响应，单位为米每二次方秒(ms2)。将计算结果列入试验结果记录表，见表A1

15、。 表A1试验结果记录表车速(kmh) 测量位置10 20 30 40 50 60驾驶员座椅座垫上方 驾驶员座椅靠背 驾驶员座椅底部地板 与驾驶员同侧最后排座椅座垫上方Z哪。(ms2)与驾驶员同侧最后排座椅靠背与驾驶员同侧最后排座椅底部地板车厢地板中心 距车厢边板、车厢后板各300 mm的车厢地板作z一一”曲线图，见图A1图A1 加速度响应与车速的关系特性A12峰值系数及振动剂量值的计算 峰值系数是加权加速度时间历程n，()的峰值(绝对值最大)与加权加速度均方根值五，比值的绝对值。GBT 4970-2009 振动剂量值VDV(单位ms1”)按式(A2)计算：VDV=限Td：+。；式中：n，()

16、加权加速度时间历程，单位为米每二次方秒(ms2)； T作用时间(从汽车前轮接触凸块到汽车驶过凸块且冲击响应消失时间段)，单位为秒(s)。A2随机输入行驶评价指标的计算A21 加权加速度均方根值 加权加速度均方根值是按振动方向并根据人体对振动频率的敏感程度而进行加权计算的，是人体振动评价指标。A211单轴向加权加速度均方根值：。的计算a)由等带宽频率分析得到的加速度自功率谱密度函数G(，)计算：。先按式(A3)计算13倍 频带加速度均方根值：r rn，一I lG。(，)d，!(A3)oo，式中：q中心频率为，J的第J(j一1，2，3 23)个13倍频带加速度均方根值，单位为米每二次方秒(ms2)

17、；、分别是13倍频带的中心频率为的E、下限频率(见表A2)，单位为赫兹(Hz)； G(，)加速度自功率谱密度函数，单位为平方米每三次方秒(m2s3)。 然后，再按式(A4)计算n，：23若，一()2j(A4)式中： n。单轴向加权加速度均方根值，单位为米每二次方秒(ms：)； 哟第J个13倍频带的加权系数，根据测点的位置和方向不同分别取毗、啪、姒，见表A 3。 wk、w。的具体取值见表A4。b)对于记录的加速度时间历程，通过符合表A4规定的频率加权滤波网络得到加权加速度时间 历程口。()，按式(A5)计算：砖水Taz+式中：n。()加权加速度时间历程，单位为米每二次方秒(ms2) T作用时间，

18、单位为秒(s)。表A2 13倍频带中心频率上、下限频率13倍频带中心频率的下限频率 的上限频率f。Hzf4Hz f。Hzo50045 057063 057 07l080 o71 09GBT 4970-2009 表A2(续)13倍频带中心频率 的下限频率的上限频率f。Hzf。Hzf。Hz1009112125 112 14161418201822425224 2 8315 28 35540355 455O455663567180719100 9112125 112 14160 14 1820O 18 224250 224 28315 28 355400 355 4550O 45 56630 56

19、7180O 7l 90表A3不同测点、方向的倍频带的加权系数位置 坐标轴名称 频率加权函数m纵向 座椅座垫上方 横向 垂向纵向 靠背 横向 垂向纵向 脚横向 垂向7GBT 4970-2009表A4 13倍频带的主要加权系数频率带数 凝苹ff频率加权系数频率加权系数 频率加权系数HzdBdBdB1 000 1 000 1 000l05 418757853138 843 1482063 459677944050929 064308 477643992007972 0244l482 6331 01101991 0085125 484 6291 008007 1 000000616494612 968

20、 028l 007 0067 2 531549 890 一1011 012O10825 631 401776 220 1 017 0159315 804 190642 3851 022 01910 4 967 029512 5 82 1 02402011 51 039033 4097 76 1 013 01112 631 054046 323981974 02313 81 036031 2531193 891 1 OO14 10 988012】2 1391 776 22015 125 902 089161 1587 64737916 16 768 228125 1803 5125 8217 2

21、0 636 393100 1999409 77718 25 513580 800 2194 32597619 315 405 786632 2398 256 一118420 40 314一lO05 49 4 2613199 14022l 50 246 1219388 2822 156 161322 63 1861461295 3060 118185323 80 132 1756211 3353 844 2147A212总加权加速度均方根值n，：a)座椅座垫上方、座椅靠背及驾驶室地板处各点的总加权加速度均方根值按式(A6)计算：-v，一(：二乙+一2-，2，+：2n-，2；)(A6) 式中：n。

22、前后方向(即z轴向)加权加速度均方根值，单位为米每二次方秒(ms2)；awy左右方向(即Y轴向)加权加速度均方根值，单位为米每二次方秒(ms2)；n。垂直方向(即z轴向)加权加速度均方根值，单位为米每二次方秒(ms2)；kk、k：为各轴轴加权系数；J一1、2、3分别代表座椅座垫上方、座椅靠背及驾驶室地板三个位置；某点总加权加速度均方根值，单位为米每二次方秒(ms2)。b) 综合总加权加速度均方根值12，的计算参照表A5。GBT 4970-2009 表A5不同研究情况采用的频率加权函数和轴加权系数位置 坐标轴名称 轴加权系数 纵向 。一100座椅座垫上方 横向 k，一100 垂向k，一100 纵

23、向 k；一080靠背 横向 k，一050 垂向 k，一040 纵向 k；一025脚横向 ，一025垂向 t：一040n，一(n：，)研究振动对人体舒适性感觉的影响时，建议用座椅座垫上方、座椅靠背处和脚支撑面处综合总加权 加速度均方根值来评价。A22总加权加速度均方根值i，与人的主观感觉之间的关系见表A6。表A6总加权加速度均方根值与人的主观感觉之间的关系总加权加速度均方根值：，(ms2) 人的主观感觉小于0315没有不舒服0315063 有些不舒服051 比较不舒服0816不舒服12525很不舒服大于2 极不舒服GBT 4970-2009附录B (资料性附录) 人一椅系统安装传感器用的垫盘结构图B1人一椅系统座椅座垫处安装传感器用的垫盘结构图，见图B1单位为毫米可用12mm厚弹性材料图B1座椅座垫处垫盘结构图 B2人一椅系统座椅靠背处安装传感器用的垫盘结构图，见图B2单位为毫米TF _J基用于安装传甚器 材料选用汽车座椅用聚氮脂泡沫塑料图B2座椅靠背处垫盘结构图10