GB T 7031-2005 机械振动 道路路面谱测量数据报告.pdf

1、ICS 17.160 J 04 中华人民主t_，、GB 和国国家标准GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 代替GB/T7031-1986 机械振动道路路面谱测量数据报告Mechanical vibration-Road surface profiles-Reporting of measured data (lSO 8608 :1 995 , IDT) 2005-07-11发布中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2006-01-01实施发布GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 目次前言.1 引言.II l 泡围. 2 规vf

2、i性引用文件. 3 术语和定义4 符号25 报告型式2附录A(资料性附录)报告示例 7 附录肌资料性附录)路谱特征与功率谱密度的拟合12附录资料性附录)利用统计参数描述路谱的一般指南. u 附录职资料性附录)功率谱密度的处理及精度考虑. 参考文献GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 剧吕本标准等同采用ISO8608: 1995(E)(机械振动道路路面谱测量数据报告)(英文版)。本标准等同翻译ISO8608:1995(E)。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改:a) 用小数点代替作为小数点的逗号，;b) 页码的变化;c) 删去了国际标准的前言。本标准的附录A、附录B、附录C

3、、附录D是资料性附录。本标准代替GB/T70311986 4 2. 7 1. 9 1. 3 o. 95 o. 67 上限11 8 5 3.8 2. 7 1. 9 1. 35 O. 95 下限11 8 5 3.8 2.7 1. 9 l. 35 o. 95 平均15 11 8 5. 4 3. 8 2. 7 1. 90 1. 35 t-.限22 15 11 7.6 5. 4 3. 8 2.69 1. 90 12.566 4 25. 132 7 0.006 33 0.001 58 0.012 67 0.003 17 0.012 67 0.003 17 o. 025 33 0.006 33 0.050

4、66 0.012 67 0.050 66 0.012 67 0.101 32 0.025 33 0.202 64 0.050 66 0.202 64 0.050 66 0.405 28 0.101 32 0.81057 0.202 64 0.810 57 O. 202 64 1. 62114 0.405 28 3.242 28 0.810 57 :1.242 28 。.810576.484 56 1. 621 14 12.96911 .3. 242 28 12.969 11 3.242 28 25.938 22 6.484 56 51. 876 45 12. 969 11 51. 876 4S

5、 12.96911 103.752 90 25. 938 22 2 4 O. 24 O. 17 o. 34 o. 24 o. 34 o. 24 0.48 o. 34 O. 67 0.48 o. 67 o. 48 0.95 o. 67 1. 35 o. 95 GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 道位移均倍频程中心主间频率，矶/m-1方根的路均值和等级限值/0.007 8 0.016 0.031 0.062 o. 125 o. 25 o. 5 1 2 4 lO-m 、，下限22 15 11 7.6 5.4 3.8 2.69 1. 90 1. 35 0.95 D 平均30 2

6、2 15 10.8 7.6 5. 4 3.81 2. 69 1. 90 1. 35 上限43 30 22 15. 2 10.8 7.6 5. 38 3.81 2. 69 1. 90 下限43 30 22 15. 2 10.8 7.6 5. 38 3.81 2. 69 1. 90 E 平均61 43 30 21. 5 15.2 10.8 7. 61 5. 38 3.81 2. 69 上限86 61 43 30.4 21. 5 15.2 10. 76 7. 61 5.38 3.81 下限86 61 43 30.4 21. 5 15.2 10.76 7.61 5.38 3.81 F 平均122 86

7、 61 43. 1 30.4 21. 5 15.22 10.76 7.61 5. 38 上限172 122 86 60. 9 43. 1 30.4 21. 53 15.22 10.76 7.61 下限172 122 86 60. 9 43.1 30.4 21. 53 15.22 10.76 7.61 G 平均244 172 122 86. 1 60. 9 43. 1 30.44 21. 53 15.22 10.76 上限344 244 172 12 1. 8 86.1 60. 9 43.05 30.44 21. 53 15.22 H良344 244 172 12 1. 8 86.1 60. 9

8、 43. 05 30. 44 21. 53 15.22 H 平均487 344 244 172.2 12 1. 8 86.1 60. 89 43.05 30. 44 21. 53 b) 角空间频率单位。道位移均倍频程中心角空间频率，n/(rad/m)方根的路均值和等级限值/o. 049 1 0.098 0.196 O. 393 O. 785 1. 571 3. 14 6.28 12.57 25.13 1O -3m A 平均3.8 2. 7 1. 9 1. 34 o. 95 0.67 0.47 O. 34 O. 24 O. 17 上限5. 4 3. 8 2. 7 1. 90 1. 34 O. 9

9、5 O. 67 0.47 O. 34 O. 24 下限5. 4 3.8 2. 7 1. 90 1. 34 O. 95 O. 67 0.47 O. 34 O. 24 B 平均7.6 5. 4 3. 8 2. 68 1. 90 1. 34 O. 95 O. 67 0.47 O. 34 上限10.7 7.6 5.4 3.80 2. 68 1. 90 1. 34 O. 95 O. 67 0.47 F限10.7 7.6 5. 4 3.80 2. 68 1. 90 1. 34 O. 95 O. 67 0.47 C 平均15.2 10.7 7.6 5.37 3. 80 2. 68 1. 90 1. 34 O

10、. 95 O. 67 上限21. 5 15. 2 10.7 7.59 5. 37 3.80 2. 68 1. 90 1. 34 O. 95 下限21. 5 15. 2 10.7 7.59 5. 37 3.80 2. 68 1. 90 1. 34 O. 95 D 平均30.4 21. 5 15.2 10.74 7.59 5. 37 3.80 2. 68 1. 90 1. 34 上限42. 9 30. 4 21. 5 15. 18 10.74 7.59 5. 37 3. 80 2. 68 1. 90 下限42.9 30.4 21. 5 15. 18 10.74 7.59 5.37 3.80 2.

11、68 1. 90 E 平均60. 7 42. 9 30.4 21. 47 15.18 10.74 7.59 5. 37 ,3.80 2. 68 上限85 , 9 60. 7 42.9 30. 36 21. 47 15. 18 10.74 7.59 5. 37 3. 80 下限85. 9 60. 7 42. 9 30. ,36 21. 47 15. 18 10.74 7.59 5. 37 3. 80 F 平均12 1. 5 85. 9 60. 7 42.94 30. 36 21. 47 15. 18 10.74 7.59 5. 37 上限171. 8 12 1. 5 85. 9 60. 73 4

12、2. 94 30. 36 21. 47 15. 18 10.74 7.59 F限17 1. 8 12 1. 5 85. 9 60. 73 42. 94 30.36 21. 47 15. 18 10.74 7.59 G 平均242. 9 171. 8 12 1. 5 85.88 60. 73 42. 94 30. 36 21. 47 15. 18 10.74 上限343. 5 242. 9 17 1. 8 12 1. 45 85. 88 60.73 42. 94 30. 36 21. 47 15. 18 H 下限343. 5 242. 9 171. 8 12 1. 45 85.88 60. 73

13、 42. 94 30. 36 21. 47 15. 18 平均485. 8 343. 5 242. 9 171. 76 12 1. 45 85. 88 60. 73 42. 94 30. 36 21. 47 21 GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 附录D(资料性附录)功率i普密度的处理及精度考虑D.l 概述评估功率谱密度的最一般方法是对数字谱数据进行快速傅立叶变换(FFT)。当然，也可以使用其他方法。D.2 符号符号B B, B, E. G G c; L L L1 L n, n, 1， N q E& E Y D. 3 模拟量信号的数字化数字化需有两个设定:风和N22

14、总正则化均方误差偏度误差正则化标准误差(等于随机误差)单位口1-1口1-1l 盯1口1口1口11 口11 盯1l 口1l 口1GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 因此，确定下列相关参数:nh =/2，为最低要求;为了避免混淆一般取17h=，/3 t.L= l / n, L =N/ 17, ，=，/N=l/L D.4 数字化前的信号预处理为了避免?昆淆，用来数字化和随后傅立叶变换的信号，包含的谱分量不得高于采样频率的一半。所以在大多情况下，采用抗混滤波器是必要的。在数字化前，某些频率成分的周频率的高通滤波器来消除其影要长，应选择一个具有适当的低频截止的数字方法消除趋势项。

15、D.5 采样窗函数D. 6 统计精度D. 6. 1 总述功率谱密度2 / l 、，分进号代率一符项频中一他一于其其第对差误达式中可见，上述误差随，增加而用随机误差依赖于D. 6. 2 随机误差正则化随机误差这就意味着，正则化对于频率平滑:E:，=O/r)1/2对于组合处理:E:，=l/(rq)J D. 6. 2. 1 时间平均时间平均包括将信号总长度划分成相同的块，计算每个独立的块的谱，然后将其平均成计算结果谱。块数q=L/L频率分辨率，=，=l/LD. 6. 2. 2 频率平滑频率平滑包括计算全部记录的谱，然后在相邻频率间对谱进行平均:r=被平均的原谱的频率量分数23 GB/T 7031-2

16、005/ISO 8608: 1995 B,=r. B，=r凡频率分辨率注1:在相同的正则化标准误差条件下，时间平均所需的计算机内存要比频率平滑小。注2:正则化标准误差公式仅适用于:所有时间平均都来自于数据的独立时间系列(块儿如，时间平均来自于连续时间系列(块)。如果数据块之间有较长一段交叠(即两两数据块之间不独立)，正则化标准误差应由下式计算:E, =(B, L)-1/2 D. 6. 3 偏度误差偏度误差常用于铁路路谱的研究。但在公路路谱研究中，考虑公路剖面几何数据(该数据被认为包含有周期成分)的功率谱密度时，偏度误差同样很重要。因为在D.6.1中给出公式中的偏度误差项是功率谱密度的二次导数的

17、函数，因此它在谱峰估计中扮演着至关重要的角色。当偏度误差存在，功率谱密度的尖峰易被低估。虽然还没有证明路面数据中谱峰特性具有二阶系统谐振峰性质，参考文献7J给出了关于这个问题的估算。图D.l给出了二阶系统的偏度误差。B，是一个实际谱峰的半功率点带宽。图D.l由下式计算:偏度误差:D = GCn)/CCn) = arctanCBe/B, )B, /Be l-D b- D -般来说，在一般的路谱中，高周期峰值较小，偏度误差的影响常常可以忽略。0.8 巳斗斗H2王生吕运0.6 0.4 0.2 。0.5 图D.1二阶系统晌应的偏度误差D.7 参数选择D. 7.1 精度问题是由以下决定参数选择的3个限制

18、条件来表征:a) 使用限制:频率范围和统计精度的要求。b) 测量限制:最长允许的记录长度和最短允许的采样间隔。c) 计-算成本:FFT的计算点数，计算机的内存需要量和计算量。24 1. 5 2 带宽比，主GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 通常，选择频率分辨率且等于所需分析频带中最低的空间频率。对于获得所需分析数据中最长的波长，这是最低的要求。所以，这也是最经济的选择。因此，最前两根谱线间的距离是一个倍频程。最低的谱线可能包含了许多来自于oHz附近频率分量的泄露。因为这个原因，推荐使用更小一些的频率分辨率，忽略最前23根谱线的数据。如果需要使用大于oHz的第一根谱线，则

19、必须仔细的消除趋势项。D. 7. 2 在以下的例子中，假设使用时间平均。采用以下公式:n.，=2叫:允许的最小采样频率N=2njn :FFT计算的最小块长度;通常取整到最近的2的幕次方。针对表D.2的例子，图D.2给出了正则化标准误差、频率分辨率、块长度和总信号长度之间的关系0.9 0.4 0.1 0.8 O. 7 0.6 0.5 0.3 0.2 J州恻柑mJ再理0.04 0.05 分辨率，也1m1 0.03 0.02 0.01 。25 峰值为0.01m-1半功率带宽的随机误差和偏度误差图D.2G/ T 7031-2005/ ISO 8608: 1995 表D.2不同测量状况下不同参数、偏度误

20、差和随机误差之间的关系示例状况8 2 5 6 7 总信号长度，L/m3 4 2 000 100 块长.L/m1 000 1 000 2000 2 000 0.01 -mMlle一,-J一长一率一波-4辨一高数分一最一块随机误差，E, 偏度误差，Eb 最低波长，i/mn 采样频率，3叫/m-I每块采样数，L 3n 采样数(进位到最近的2的幕次方)注.状态A的26 1 000 1 000 2 000 1 000 1 000 2 000 200 200 100 2 000 0. 005 0.01 O. 005 O. 01 0.005 0. 0 1 0.005 200 200 200 200 100

21、100 100 100 20 O. 22 O. 27 O. 2 O. 5 15 6 1 500 600 2 048 1 024 GB/T 7031-2005/ISO 8608: 1995 参考文献1 J ISO 2631-1 : 1985 , Evaluation of human exposure to whole- body vibration-Part 1 : General re qune口lents.2J ISO 2631-3 :l985 , Evaluation of human exposure to whole-body vibration-Part 3:Evaluation

22、of exposure to whole-body z-axis vertical vibration in the frequency range O. 1 to O. 63 Hz. 3 J ISO 8002: 1986 ,Mechanical vibrations-Land vehicles-Method for reporting measured data. 4J BRAUN, H. Meergebnisse von Straenunebenheiten, VDI-Berichte Nr. 877 ,Dsseldorf, 199 1. 5J LA BARRE，R.丑，FORBES，R.

23、T. and ANDREW,S. The measurement and analysis of road surface roughness , MIRA Research Report , 1970/5. 6J MITSCHKE, M. Dynamik der Kraftfahrze吨e，Band B: Schwi吨U吨en，Springer Verlag, Ber lin-Heidelberg-New York , 1984. 7J BENDAT, J. S. and PIERSOL, A. G. Random data:analysis and measurement procedur

24、es , John Wiley and Sons,New York,197 1. 8J RUF, G. Theoretische Unters山hungendes Federu吨sverhaltensvon Vierrad Straenfahrzeugen. Fortschrittsberichte des VDI , Zeitschriften-Reihe 2 ( V erkehrstechnik) , Nr.44 ,1983. 9J SAYERS, M. and GILLEPSIE , T. D. The Eff仨ectof Suspension System Non-士1口I时an川ti

25、eson Truck Vibration. Proc. IAVSD Symposium on Dynamics of Vehicles on Road and Trucks , Cambridge, UK , 1981 , p. 154. 10J DODDS , C. J. and ROBSON ,J. D. The description of the road profile roughness. Journal of Sound and Vibration, 31, 1973 ,pp. 175-183. 11 J VERSCHOORE, R. Neuere Ergebnisse bei

26、Schwingungsuntersuchungen. an eincm Straensimulator, A TZ, 79 (7/剖，1977,pp. 311-313. 12J VERSCHOORE, R. Vehicle suspension on a fourtrack hydraulic simulator, 19th FISITA Congress, 1982 , Melbourne. 13J Proceedings of the Second European Symposium on Penetration Testi吨:Dynamic conc pene trometer (DC

27、P) , Amsterdam, May 1982 , p. 277. 中华人民共和国国家标准机械振动道路路面i普测量数据报告GB/T 7031 2005/ISO 8608: 1995 9峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销今峰开本880X1230 1/16 印张2字数55千字2006年1月第一版2006年1月第一次印刷快书号:155066. 1-26822 定价16.00元GB/T 7031-2005 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533的白白-O。回山OONi.-的ohH目。