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空氣動(dòng)力學(xué)和車輛動(dòng)力學(xué)
當(dāng)車輛遇到對角氣流時(shí)，側(cè)向力可能發(fā)生在正常行駛中，這是常見的風(fēng)條件。其使得車輛偏離希望的路徑，如直線行駛，發(fā)生側(cè)向和橫擺響應(yīng)。例如，駕駛員經(jīng)歷的典型的情況是通過橋或高速超過貨車以及在足夠強(qiáng)的隨機(jī)風(fēng)中行駛在開闊地帶。駕駛員要通過轉(zhuǎn)向調(diào)整和糾正側(cè)風(fēng)的影響。取決于車輛對側(cè)風(fēng)的靈敏度，這是不舒適的主要問題，但也可能變成安全問題。
由于風(fēng)的隨機(jī)特性，頻率域用于描述側(cè)風(fēng)對車輛的作用。為了標(biāo)準(zhǔn)化車輛對側(cè)風(fēng)激勵(lì)的響應(yīng)，其可以用幅值比表示[50]。圖16.21給出了不同行駛速度下橫擺速度與側(cè)風(fēng)激勵(lì)的幅值比，常側(cè)風(fēng)產(chǎn)生常橫擺速度，頻率f-0的幅值比。由于在高行駛速度下車輛阻尼減少，橫擺速度的共振幅值隨速度增加而增加。所有其他車輛對側(cè)風(fēng)激勵(lì)的反應(yīng)，都有如圖16.21所示橫擺速度的類似響應(yīng)[51]。在駕駛員看來，側(cè)風(fēng)擾動(dòng)是由這些反應(yīng)組成的一種模式，這種模式的組成取決于車輛設(shè)計(jì)及其性質(zhì)。因此，對行駛的車輛是典型的[521。這種車輛反應(yīng)模式引起轉(zhuǎn)向，要求通過駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向調(diào)整。
在這種反應(yīng)模式中，橫擺速度是重要的運(yùn)動(dòng)量，因?yàn)槠鋵?dǎo)致了相對原路徑可覺察的角偏離。側(cè)風(fēng)行為通常僅考慮使用橫擺速度反應(yīng)，然而當(dāng)觀察側(cè)風(fēng)中車輛的共振行為時(shí)，必須從整體上考慮車輛的反應(yīng)模式，換言之，要考慮所有其他車輛反應(yīng)。
圖16.22給出了不同側(cè)風(fēng)激勵(lì)下有阻尼固有頻率和共振頻率對行駛速度的依賴性，橫坐標(biāo)表示頻率，如圖16.21所示一樣。共振頻率散布在廣泛范圍內(nèi)，在實(shí)際速度范圍內(nèi)高達(dá)大約50m/s。當(dāng)速度進(jìn)一步增加，其達(dá)到車輛有阻尼的固有頻率。
如果側(cè)風(fēng)發(fā)生時(shí)彼此有時(shí)間間隔，則允許車輛在激勵(lì)后振蕩。這些延遲的振蕩發(fā)生在由系統(tǒng)確定的固有頻率下，在這種情況下車輛存在有阻尼固有頻率。當(dāng)允許車輛自然振蕩時(shí)，所有車輛反應(yīng)以該頻率振動(dòng)。在這種情況下車輛橫擺速度反應(yīng)非常重要，因?yàn)檐囕v有阻尼固有頻率接近于橫擺速度的共振頻率。這種激勵(lì)在車輛經(jīng)過橋或超過貨車時(shí)是典型的，駕駛員通常明白自己在做這些情形下可能經(jīng)歷的干擾，通常在干擾發(fā)生前進(jìn)行初始的轉(zhuǎn)向調(diào)整，這些情況分類為非關(guān)鍵的情況[51]
如果車輛受到隨機(jī)側(cè)風(fēng)激勵(lì)，不變的隨機(jī)車輛激勵(lì)附加在延遲的固有振蕩上。與前面所述單一側(cè)風(fēng)引起零星的車輛激勵(lì)相比，在這種情況下，車輛受到其共振頻率整個(gè)范圍的激勵(lì)。因此，單個(gè)車輛的響應(yīng)交替共振。橫擺速度響應(yīng)再次是重要的，因?yàn)槠涔舱耦l率接近于無阻尼固有頻率。然而，在這種情況下僅考慮橫擺速度是不夠的，當(dāng)車輛遇到隨機(jī)激勵(lì)時(shí)，必須考慮所有車輛響應(yīng)。
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