东华大学
计算机系统调研报告
计算机CPU之现在与未来面面观
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指导老师: 宋晖
二零一二年三月
摘要
随着计算机网络科技的告诉发展，CPU的制作技术也可谓是日新月异。作为网络通信
等各种信息产品不可缺少的要件，CPU也越来越为人所熟知。本文从了解身边的计算机CPU
开始介绍，着重分析比较了Core i系列几款CPU的特性。从适合用户的角度，介绍了各种CPU的优缺点。最后，根据现时的情况对CPU的未来发展做了一下可行性的预测。
关键词：Core i3； CPU； Core i3-2100； GPU； Intel；
第1章家用计算机型号及特性
1.1 我的电脑配备
型号：索尼EA47EC/P
屏幕尺寸14英寸 1366x768 操作系统Windows 7 Home Basic CPU型号Intel 酷睿i3 380M 摄像头集成30万像素摄像头
CPU主频 2.53GHz 光驱类型DVD刻录机
内存容量2GB DDR3 1066MHz 无线网卡支持802.11b/g/n无线协议硬盘容量320GB 5400转，SATA 笔记本重量 2.35Kg
显卡芯片ATI Mobility Radeon HD 5470 有线网卡1000Mbps以太网卡
表1.我的电脑基本参数
CPU系列英特尔酷睿i3 核心类型Arrandale
CPU型号Intel 酷睿i3 380M 核心/线程数双核心/四线程
CPU主频 2.53GHz 制程工艺32nm
总线规格 2.5GT/S 指令集64bit
三级缓存3MB 功耗35W
表2.处理器基本参数
1.2 Core i3特性
Core i3作为Core i5的进一步精简版，是面向主流用户的CPU家族标识。
Core i3最大的特点是整合GPU（图形处理器），也就是说Core i3将由CPU+GPU两个核心封装而成。由于整合的GPU性能有限，用户想获得更好的3D性能，可以外加显卡。值得注意的是，即使是Clarkdale，显示核心部分的制作工艺仍会是45nm。
在规格上，Core i3的CPU部分采用双核心设计，通过超线程技术可支持四个线程，三级缓存由6MB削减到3MB，而内存控制器、双通道、智能加速技术、超线程技术等技术还会保留。同样采用移动处理器rPGA封装模式 PGA988接口，相对应的主板将会是HM55/HM57。英特尔Core i3 移动式处理器采用英特尔超线程技术，可以让处理器的每个内核同时处理两个任务，在不降低系统运行速度的情况下满足性能需求，该技术能大大提高需要多线程并行处理的应用程序运行速度。Core i3 380m 主频是2.53 GHz ，是i3系列频率最高的型号，能满足主流3d游戏，高清电影的需求，也算是性价比之选吧。
1.3 Core i3优势
专为智能性能而设计，英特尔Core i3 移动式处理器采用了多种性能强大的技术：
一、多核处理可以通过英特尔 HT 技术和两个专用物理内核提供 4 路多任务处理，帮助为多种类型的应用和工作负载提供额外性能；
二、英特尔 HT 技术可以让您同时处理多种应用，减少等待时间
三、英特尔智能高速缓存可以根据工作负载将共享高速缓存动态分配给每个处理器核心，改善系统性能；
四、集成内存控制器采用高效的预取算法，延迟更低，内存带宽更高，可为用户提供卓越的内存读写性能
五、英特尔HD 显卡可提供超凡的视觉性能，为您带来更清晰的图像、更丰富的色彩和更逼真的音频与视频效果。
六、英特尔虚拟化技术（英特尔VT）可以将计算活动隔离到独立分区，改善可管理性，减少停机，同时保持出色的工作效率。
第2章市场新型CPU参数及特性
2.1 Intel主流：Core i7
在CPU飞速发展的热潮中，每隔几个月就会有更新一级的各种性能各种型号的CPU争相发布。Intel的酷睿系列从目前市场来看应该是最受人们欢迎的一款，除了性价比高之外，适合用户体验的特性也是它的一大优势。
酷睿i7近年来最为流行的一款CPU,它是面向高端发烧用户的CPU家族标识。包含Bloomfield(2008年)、Lynnfield(2009年)、Clarksfield(2009年)、Arrandale(2010年)、Gulftown(2010年)、Sandy Bridge(2011年)、Ivy Bridge(2012年)等多款子系列，并取代酷睿2系列处理器。
据自恋显示，Core i7处理器系列将不会再使用Duo或者Quad等字样来辨别核心数量。最高级的Core i7处理器配合的芯片组是Intel X58。Core i7处理器的目标是提升高性能计算和虚拟化性能。所以在电脑游戏方面，它的效能提升幅度有限。另外，在64位模式下可以启动宏融合模式，上一代的Core处理器只支持32位模式下的宏融合。而该技术可合并某些X86指令成单一指令，因此加快计算周期。
2.2 基于Sandy Bridge架构的Core i7特性（2011）
"Sandy Bridge" (32 nm)
CPU支持MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX,EIST, Intel 64, XD bit , TXT, Intel VT-x, Intel VT-d, Hyper-threading, Turbo Boost,
AES-NI, Smart Cache.
Core i7-2610UE,2655LE不支持XD bit。
Core i7-2610UE,2655LE支持ECC内存。
晶体管数量 6.24亿
核心面积149平方毫米
表3.基于Sandy Bridge架构的Core i7基本参数
Core i7特性：
一步一步发展到现在第二代即将发布第三代的Core i7有着许多令人心动的特性。
一、原生多核心全新缓存设计
Core i7采用原生多核心设计，使用先进的QPI总线进行通讯，传输速度是FSB的5倍。缓存方面也采用了三级内含式Cache设计，L1的设计和Core微架构一样；L2采用超低延迟的设计，每个内核256KB；L3采用共享式设计，被片上所有内核共享，容量为4-20MB。
二、采用全新QPI总线
Core i7的Nehalem架构最大的改进在前端总线上，采用基于PCIEpress串行点对点传输技术的通用系统接口（CSI），被Intel称为QuickPath。QuickPath的传输速率为6.4Gbps，
这样一条32bit的QuickPath带宽就能达到25.6GB/sec。QuickPath的传输速率是
FSB1333MHz的5倍。
三、集成内存控制器
最新的Corei7终于拥有集成内存控制器IMC，可以支持双通道的DDR3内存，运行在DDR3-1333，内存位宽从128位提升到192位，这样总共的峰值带宽就可以达到32GB/s，达到了Core2的2-4倍。处理器采用了集成内存控制器后，它就能直接与物理存储器阵列相连接，从而极大程度上减少了内存延迟的现象。
四、同步多线程技术
同步多线程（SMT）是2-way的，每核心可以同时执行2个线程。对于执行引擎来说，在多线程任务的情况下，就可以掩盖单个线程的延迟。SMT功能的好处是只需要消耗很小的核心面积代价，就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升，比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。比起Pentium4的超线程技术，Corei7的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽，这样就更能够有效的发挥多线程的作用。
五、睿频加速
Lynnfield Core i7/i5首次引入了智能动态加速技术“Turbo Boost”(睿频)，能够根据工作负载，自动以适当速度开启全部核心，或者关闭部分限制核心、提高剩余核心的速度，这也是受许多用户欢迎的原因之一。
六、SSE多媒体指令集
SSE指令的引入，进一步增强了CPU在视频编码/解码、图形处理以及游戏等多媒体应用上的性能。
第3章 Core i3/Core i7/8086
3.1 CPU之分析比较
Core I3、I5、I7的CPU在2010年初INTEL推出基于32纳米的全新酷睿i3/i5/i7处理器后，个人电脑的性能发生了飞跃的发展--更小的尺寸、更好的性能、更智能的表现以及更低的功耗无线鼠标怎么用。这三款全新酷睿i3/i5/i7处理器，各有什么特点呢？
表4.第二代Core i3/i5/i7 性能比较
指令队列 6 字节移位寄存器
外部数据线16条，故称8086CPU为16位机，在控制线/BHE控制下每次可传8位或16位数据
地址线20条
控制线8086CPU ——M//IO
最小工作模式控制线MN//MX = H；控制线由CPU自身产生
最大工作模式控制线MN//MX = L特点
表4.8086CPU基本参数
3.2 性能之分析比较
首先，台式机的i3是双核四线程，i5既有双核又有四核。笔记本的话i3、i5都是双核四线程。i3、i5的区别还是在频率跟有无睿频技术上，频率的话i5要明显高。
笔记本电脑移动核心I3 I5 I7区别：
i3 双核模拟四核心（即四线程），无睿频；
i5 双核模拟四核心（即四线程），除睿频技术外其他技术规格与i3相同；i7 四核模拟八核心（即八线程），功耗大，性能强；i3、i5的性能差距比i5、i7的性能差距小。
台式电脑Core i3/i5/i7区别：
Core i5是一款基于Nehalem架构的四核处理器，采用整合内存控制器，三级缓存模式，L3达到8MB，支持Turbo Boost等技术的新处理器电脑配置:(https://www.doczj.com/doc/a817720119.html,)。它和Core i7（Bloomfield）的主要区别在于总线不采用QPI，采用的是成熟的DMI，并且只支持双通道的DDR3内存。结构上它用的是LGA1156接口，Core i7用的是LGA1366。i5有睿频技术，可以在一定情况下超频。
Core i3可看作是Core i5的进一步精简版（或阉割版），将有32nm工艺版本（研发代号为Clarkdale，基于Westmere架构）这种版本。Core i3最大的特点是整合GPU（图形处理器），也就是说Core i3将由CPU+GPU两个核心封装而成。由于整合的GPU性能有限，用户想获得更好的3D性能，可以外加显卡。值得注意的是，即使是Clarkdale，显示核心部分的制作工艺仍会是45nm。i3、i5区别最大之处是i3没有睿频技术。
第二代Core i3 i5 i7 区别：
历史时刻再次被Intel所创立！2010年6月份，Intel再次发布革命性的处理器——第二代Core i3/i5/i7。第二代Core i3/i5/i7隶属于第二代智能酷睿家族，全部基于全新的Sandy Bridge微架构，相比第一代产品主要带来五点重要革新：
1、采用全新32nm的Sandy Bridge微架构，更低功耗、更强性能。
2、内置高性能GPU（核芯显卡），视频编码、图形性能更强。
3、睿频加速技术2.0，更智能、更高效能。
4、引入全新环形架构，带来更高带宽与更低延迟。
5、全新的AVX、AES指令集，加强浮点运算与加密解密运算。
第4章 CPU未来发展
CPU，即“中央处理器”，是电脑最重要的组成部分，直接决定电脑的性能表现。2011年，传统的PC市场（台式机、笔记本）上，CPU与GPU的融合成为了现实，也指明未来CPU 的发展趋势。
CPU制程工艺技术的进步一直是整个IT产业变革的源动力。2012年，PC芯片厂商会采用全新的晶体管技术，而在移动终端上领先的ARM架构CPU也将进入四核时代。
在单核时代，CPU频率的高低是产品规格的重点，用户都希望它越来越快从而带来越来越强的性能。但随着功耗和复杂性要求越来越高，拉升频率遭遇暂时不能克服的困难。于是乎，提升性能的手段变为增加核心数量，CPU发展随之进入多核时代。多核时代历经了双核、四核和目前的六核甚至更多核心阶段，但性能也因软件对核心数利用率总体不足而上升乏力。此时，如我们前言之中所述的一样，处理器的异构模式出现了，高度整合的产品似乎成为了Intel、AMD及NVIDIA三大巨头共同认可的新方向，并且英特尔年初新品的发布也已经用实际行动让我们看见了未来处理器产品发展的方向。
——新工艺的应用
当然在未来，英特尔整合图形处理核心的处理器产品也不会是一尘不变。对于用户而言，目前的GPU性能虽已够用，但毕竟性能体验还是有限，同时仍然基于 45nm的GPU工艺技术也让产品的整体显的有些格格不入。据了解，在未来处理器的显示核心部分势必采用新的工艺，从而在功耗及性能方面进一步提高。
——智能技术的开发
当然，就目前英特尔发展的趋势而言，智能无疑是用户体验最大的亮点，因此无论处理器是"胶水"架构还是源生架构，所带来的体验都势必是更加智能的，睿频加速技术，超线程技术仍会延续在未来的产品之上，同时整合图形核心也会具备除高清播放、3D渲染之外等更多更广泛的应用。
——更加强劲的性能体验
另外，处理器的显示核心部分在未来的性能势必是会越来越强，这是肯定的。面对英特尔正在紧张研发的独立显卡，相信未来的显示核心部分会有更加优秀的架构集成，在性能面取得新的突破。
参考文献
[1]《2012CPU技术预测》，2012年1月《新电脑》
[2]百度百科：Core i7&Core i3 280m
[3]京东商城电脑参数资料
[4]中关村在线·调研中心
[5]百度文库：风xj736贡献资料《Core i3、i5、i7的特性》
结构动力特性的测试方法及应用(讲稿) 一. 概述 每个结构都有自己的动力特性，惯称自振特性。了解结构的动力特性是进行结构抗震设 计和结构损伤检测的重要步骤。目前，在结构地震反应分析中，广泛采用振型叠加原理的反 应谱分析方法，但需要以确定结构的动力特性为前提。n 个自由度的结构体系的振动方程如 下： [][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+? ?????+?????? 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵，均为n 维矩阵； {})(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵；{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵；{} )(t y &为速度响应的n 维随机过程列阵；{})(t y && 为加速度响应的n 维随机过程列阵。 表征结构动力特性的主要参数是结构的自振频率f （其倒数即自振周期T ）、振型Y(i)和 阻尼比ξ，这些数值在结构动力计算中经常用到。 任何结构都可看作是由刚度、质量、阻尼矩阵（统称结构参数）构成的动力学系统， 结构一旦出现破损，结构参数也随之变化，从而导致系统频响函数和模态参数的改变，这种 改变可视为结构破损发生的标志。这样，可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损，进而提出修复方案，现代发展起来的“结构破损诊断”技术就是这样一种方法。其最 大优点是将导致结构振动的外界因素作为激励源，诊断过程不影响结构的正常使用，能方便 地完成结构破损的在线监测与诊断。从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测 量方法已有几十年发展历史，积累了丰富的经验，振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展 也很快。随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高，结构的振动信息可以在桥 梁运营过程中利用环境激振来监测，并可得到比较精确的结构动态特性（如频响函数、模态 参数等）。目前，许多国家在一些已建和在建桥梁上进行该方面有益的尝试。 测量结构物自振特性的方法很多，目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试 法和自由振动法。稳态正弦激振法是给结构以一定的稳态正弦激励力，通过频率扫描的办法 确定各共振频率下结构的振型和对应的阻尼比。 传递函数法是用各种不同的方法对结构进 行激励（如正弦激励、脉冲激励或随机激励等）,测出激励力和各点的响应，利用专用的分 析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数，进而可以得出结构的各阶模态参数（包括振 型、频率、阻尼比）。脉动测试法是利用结构物（尤其是高柔性结构）在自然环境振源（如 风、行车、水流、地脉动等）的影响下，所产生的随机振动，通过传感器记录、经谱分析， 求得结构物的动力特性参数。自由振动法是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定 的初位移后突然释放，使之产生一个初速度，以激发起被测结构的自由振动。 以上几种方法各有其优点和局限性。利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率和阻 尼比,但其缺点是，采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性，而采用多点激振需较 多的设备和较高的试验技术；传递函数法应用于模型试验，常常可以得到满意的结果，但对 于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来，从而获得比较满意的传递函 数，这在实际测试工作中往往有一定的困难。 利用环境随机振动作为结构物激振的振源，来测定并分析结构物固有特性的方法，是近 年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的，现已被广泛应用于建筑物的动力分 析研究中，对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。斜拉桥或 悬索桥的环境随机振源来自两方面：一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变 化而影响到上部结构的振动（根据动力量测结果，可发现其频谱是相当丰富的，具有不同的
结构动力特性的测试方法及应用(讲稿) 一. 概述 每个结构都有自己的动力特性,惯称自振特性。了解结构的动力特性就是进行结构抗震设 计与结构损伤检测的重要步骤。目前,在结构地震反应分析中,广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法,但需要以确定结构的动力特性为前提。n 个自由度的结构体系的振动方程如下: [][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+??????+?????? 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,均为n 维矩阵;{} )(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵;{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵;{})(t y &为速度响应的n 维随机过程列阵;{})(t y && 为加速度响应的n 维随机过程列阵。 表征结构动力特性的主要参数就是结构的自振频率f (其倒数即自振周期T )、振型Y(i)与阻尼比ξ,这些数值在结构动力计算中经常用到。 任何结构都可瞧作就是由刚度、质量、阻尼矩阵(统称结构参数)构成的动力学系统,结构一旦出现破损,结构参数也随之变化,从而导致系统频响函数与模态参数的改变,这种改变可视为结构破损发生的标志。这样,可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损,进而提出修复方案,现代发展起来的“结构破损诊断”技术就就是这样一种方法。其最大优点就是将导致结构振动的外界因素作为激励源,诊断过程不影响结构的正常使用,能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测量方法已有几十年发展历史,积累了丰富的经验,振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高,结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测,并可得到比较精确的结构动态特性(如频响函数、模态参数等)。目前,许多国家在一些已建与在建桥梁上进行该方面有益的尝试。 测量结构物自振特性的方法很多,目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法与自由振动法。稳态正弦激振法就是给结构以一定的稳态正弦激励力,通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型与对应的阻尼比。 传递函数法就是用各种不同的方法对结构进行激励(如正弦激励、脉冲激励或随机激励等),测出激励力与各点的响应,利用专用的分析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数,进而可以得出结构的各阶模态参数(包括振型、频率、阻尼比)。脉动测试法就是利用结构物(尤其就是高柔性结构)在自然环境振源(如风、行车、水流、地脉动等)的影响下,所产生的随机振动,通过传感器记录、经谱分析,求得结构物的动力特性参数。自由振动法就是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定的初位移后突然释放,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。 以上几种方法各有其优点与局限性。利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率与阻尼比,但其缺点就是,采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性,而采用多点激振需较多的设备与较高的试验技术;传递函数法应用于模型试验,常常可以得到满意的结果,但对于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来,从而获得比较满意的传递函数,这在实际测试工作中往往有一定的困难。 利用环境随机振动作为结构物激振的振源,来测定并分析结构物固有特性的方法,就是近年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的,现已被广泛应用于建筑物的动力分析研究中,对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。斜拉桥或悬索桥的环境随机振源来自两方面:一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变化而影响到上部结构的振动(根据动力量测结果,可发现其频谱就是相当丰富的,具有不同的脉动卓越周期,反应了不同地区地质土壤的动力特性);另一方面主要来自过桥车辆的随机振动。
汽车动力性能检测设计 摘要：基于汽车动力性检测的必要性，对相关的检测方法、使用仪器等作一介绍，同时对各指标对动力性的影响进行分析，利于推动我国汽车动力性的定期检测，保障交通安全。 关键词：动力性检测；检测；综合测试仪 Cardynamicperformancetestdesign Someschoolsomeone Abstract:basedonthedynamicperformanceofthenecessityofcartesting,andrelative testmethods,thepaperintroducestheuseofinstruments,andsoon,atthesametimetothe indicatorstoanalyzetheeffectofdynamicperformance,behelpfulforpromotingourco untry'scarofdynamicperiodically,safeguardtrafficsafety. Keywords:powerperformancetesting;Detection;Comprehensivetestinstru ment 前言 汽车动力性是汽车在行驶中能达到的最高车速、最大加速能力和最大爬坡能力。是汽车的基本使用性能。汽车属高效率的运输工具。运输效率高低在很大程度上取决于汽车的动力性。这是因为汽车行驶的平均技术速度高。汽车的运输生产率就越高而影响平均技术速度的最主要因素就是汽车的动力性。 随着我国高等级公路里程的增长、公路路况与汽车性能的改善，汽车行驶速度愈来愈高，但在用汽车随使用时的延续其动力性将逐渐下降，不能达高速行驶的要求，这样不仅会降低汽
汽车动力性检测的研究分析 发表时间：2018-07-30T11:31:22.223Z 来源：《知识-力量》2018年8月下作者：郑昌杰 [导读] 汽车动力性是汽车运行的基本性能。汽车运输性能的优劣直接取决于汽车动力性能。随着经济的快速发展，我国汽车行业迎来了新的增长点。为了保证汽车更够具有良好的动力性，我们必须对汽车动力性进行检测，以保证汽车行驶的高效安全。 （浙江吉利新能源商用车有限公司，浙江杭州 310000） 摘要：汽车动力性是汽车运行的基本性能。汽车运输性能的优劣直接取决于汽车动力性能。随着经济的快速发展，我国汽车行业迎来了新的增长点。为了保证汽车更够具有良好的动力性，我们必须对汽车动力性进行检测，以保证汽车行驶的高效安全。 关键词：动力性，最高车速，最大爬坡度，传动系 1、前言 随着我国汽车行业的快速发展以及公路路况的改善，使得汽车运行数量逐年增加。汽车的运行时间的不断增长，汽车的动力性能会随之发生变化，达不到高速行驶的目标要求。如此不仅降低了应有的运输效率及通行能力，而且成为交通事故、交通阻滞的潜在因素。加上，我国先后制定了一系列法律法规要求制动性能定期检测。由此可见：汽车动力性检测的重要。 2、动力性评价指标 汽车动力性是指汽车所能达到的最高车速、最大加速度以及最大爬坡度。汽车是目前最为常用的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。因此，影响汽车平均运行速度的最主要因素就是汽车动力性，即汽车的平均运行速度是汽车动力性的总指标。 在实际检测中无法检测平均运行速度，因此汽车检测部门常用汽车的最高车速、加速能力、最大爬坡度等作为动力性评价指标。 1）、最高车速(km/h)。最高车速是指汽车在风速≤3m/s的条件下以厂定最大总质量状态，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上所能够达到的最高稳定行驶速度。 2）、加速能力t（s）。汽车加速能力是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。通常采用汽车由某一速度到另一速度所用的时间来评价。由于车型种类的不同，我们采用的评价速度范围各不相同。对轿车常用0-80 km/h，0-100 km/h来评价汽车加速能力。另外，我们也会采用达到一定距离所需的时间来表述加速性能。如规定距离为0-800m或0-100Om所用的起步加速时间，时间越短，动力性越好。 3）、最大爬坡度Imax(%)。最大爬坡度是指在良好的混凝土或沥青路面的坡道上，满载汽车所能够实现的最大坡度。 3、影响因素分析 汽车动力性是一项综合性能，影响其性能优劣的主要因素有汽车自身结构因素和驾驶人使用因素。 3.1、汽车结构因素的影响 在设计前期，汽车会根据汽车的具体使用情况及定位,设计汽车动力系统、传动系统、汽车外观结构、汽车轮胎形式以及整车最大重量等。这些设计项目都和汽车动力性有着直接的影响关系。 汽车动力系统中发动机的功率与扭矩是汽车动力性影响的关键因素。发动机功率越大，汽车的动力性越好。但是发动机功率不宜过大，否则在常用条件下，发动机负荷率过低，油耗相对较高，即经济性较差。在桥速比及变速箱速比一定的情况下，发动机扭矩越大，汽车加速和上坡能力也强[1]。 传动系中主要影响汽车动力性的有桥速比、变速箱档数与传动比等。对于变速器无超速档的汽车，桥传动比将决定汽车的最高车速和克服行使阻力的能力。另，变速器档位数越多，发动机在最高功率附近工作的概率就会增加，即发动机功率利用率高，效率高，动力性好。 汽车流线型设计对汽车动力性及经济性影响较大，尤其是在汽车高速行驶的状态下。因为空气阻力和车速的平方成正比，克服空气阻力消耗的功率和车速的立方成正比。速度越高，汽车自身机构阻力就越大,即影响动力性就越高。 汽车选用的轮胎尺寸与形式对汽车动力性影响较大，汽车的驱动力与驱动轮的半径成反比，汽车的行驶速度与驱动力轮的半径成正比。因此，在分析对比中，我们要根据实际情况来选装符合整车性能的尺寸轮胎。轮胎尺寸与主减速器传动比的减小，使汽车质心高度减低，提高了汽车行驶的稳定性，有利于汽车的高速行驶。另外，轮胎形式﹑花纹的不同也会影响汽车动力性。对此，我们应尽量采用滚动阻力较小的轮胎，如子午线轮胎。同时合理选用花纹，以增加道路与轮胎间的附着力。 汽车整备质量是汽车设计的关键项，对汽车动力性影响很大。汽车整备质量与汽车动力性成反比。因此。随着汽车整备质量的增加，其动力性变差，汽车行驶的平均速度下降。 3.2、驾驶使用因素的影响 在实际使用过程中，汽车驾驶使用会受实际环境因素的影响。其中对汽车动力性影响较大主要有发动机的运行情况、汽车底盘的润滑情况、司机的驾驶技术以及汽车使用的道路环境及温度环境等。 发动机技术状况不良、功率﹑转矩下降等，均会直接影响汽车动力性。汽车动力总成的各部件的连接、润滑、前后轮的定位的优劣均会影响传动效率，进而影响动力性。另外，轮胎胎压、制动性能的好坏、离合器的调整情况以及传动系本身的质量问题也会影响整车动力性。 整车驾驶技术技术的好坏也会直接反应车辆运行的情况。熟练的驾驶﹑适时和迅速换档以及正确地选择档位等，对发挥和利用汽车的动力性有很大影响。 汽车使用环境的不同，对汽车整车性能影响较大。如汽车长时间在高温条件下工作，发动机会过热，功率会出现损耗，导致动力性降低。如汽车子啊高原地区运行时，汽车进气会出现不足，功率会下降，另外，滚动阻力也会增加，更主要的是由于附着系数减少，致使汽车的动力性大大降低。 4、汽车动力性检测分析 汽车的动力性检测方式较多，目前采用较多的是在道路或台架上进行检测。道路检测主要是检测最高速度、加速能力以及最大爬坡能力。由于滑行距离能够表明传动系和行驶系的配合间隙与润滑等技术状况，且可以测定汽车滚动阻力系数和空气阻力系数，所以在测试动
利用动力性能检测预应力结构的发展及现状 近年来部分学者提出：利用预应力结构的动力性能，即进行动测试验是解决包括大型复杂的预应力混凝土结构在内的预应力损失检测问题的良好途径：（1）Lin,T.Y提出结构的预应力损失与结构的刚度有关。 （2）1979 年英国的Cawley P.等人提出结构的自振频率可以反映其整体特性，而预应力的大小则是结构的整体特性之一，所以可以推测预应力与结构的自振频率必然有一定的关系。借用损伤识别的理论，可以知道预应力的损失改变了结构的动力性能； （3）Clough 1982年提出：假设沿梁的长度方向上轴压力是均匀的、不随时间改变的，则其横向自由振动方程为： 由上式可见随着轴向力的增加，固有频率减小。 （4）Saiidi等人1994年采用前两阶固有频率对一系列预应力损失的情况进行试验，试验结果表明：第一阶自振频率随着轴力的增加而增大，第二阶自振频率对轴向力变化的反应规律性不强；并且用金门峡大桥做了探索性的试验，试验的结果也支持这种观点，但试验结果与他们预测的趋势并不相符，没有找出更合适的理论来支持其试验结果。 （5）1995年美国的MoisesA.Abraham等人提出，结构损伤的积累会导致刚度的变化，而刚度的变化会反映在结构的动力性能上，例如振动模态和自振频率，他们用商业有限元软件建立了预应力钢筋混凝土梁桥的三维有限元模型，模拟了具有两根预应力索的预应力混凝土梁的前2阶自振频率的变化与预应力损失的关系，结果显示：随着预应力损失的增加，一、二阶自振频率都在下降；在理论上证明了预应力与自振频率之间存在着相关关系。 （6）2000年日本的MiyamotoA.等人在有关文献中指出至今没有一个成功地建立预应力损失与模态参数改变之间的关系。 （7）2003年Jeong-Tae Kim等人在梁式桥中用振动的方法根据一、二阶自
汽车动力性和经济性 试验报告 实验内容：汽车加速性能试验 汽车等速燃油消耗率试验
一、 汽车加速性能试验 1、 实验目的 1) 通过实验的环节，了解汽车试验的全过程； 2) 掌握最基本的汽车整车道路试验测试技术，包括试验车的检查准备、测量原理， 试验方案的设计、测试设备的选择、试验操作、误差来源和控制、数据的取得和记录、试验结果分析计算整理； 3) 巩固课堂上所学的汽车理论和汽车试验知识，提高实践能力； 2、 实验条件 1) 试验前检查汽油发动机化油器的阻风阀和节气阀，以保证全开； 2) 柴油发动机喷油泵齿条行程能达到最大位置； 3) 装载量按试验车技术条件规定装载（满载）； 4) 轮胎气压负荷车上标示规定； 5) 风速3/m s ≤； 6) 试验车经充分预热； 7) 试验场地应为干燥平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度2%≤ 3、 主要实验仪器设备与实验车参数 试验车参数列表：
试验仪器： 五轮仪采样频率100赫兹 4、试验内容 总体的速度-时间曲线如下所示： 4.1 实验一：低速滑行法测滚动阻力系数 1)试验目的： 了解滑行试验条件、方法；学会仪器使用；掌握车速记录、分析方法；计算滚动阻力系数。 2)试验内容： a）.在符合实验条件的道路上，选取合适长度的直线路段，作为加速性能试验路段，在两端设置标杆作为标号； b）.试验车辆加速到大于20km/h，将变速器置于空挡后，按下采集系统“开始”键，
直至车辆停止，按“结束键”，记录车辆从20km/h 到停止这一过程车速的变化。 c ）. 试验在同一路段往返各进行一次； 3) 试验数据处理 汽车理论课上学到，汽车行驶方程式为：t f w i j F F F F F =+++；即 02cos sin 21.15q g T D a T i i C A du Gf G u m r dt ηααδ=++ + 考虑到试验场地的道路坡度不大，从而有：cos 1,sin tan i ααα≈≈=；实验过程中风速较小，且车速较低，因此也可以忽略空气阻力w F 一项；同时试验汽车挂空挡记录，所以0t F =。 从而汽车行驶方程式简化为：0du Gf Gi m dt δ=++ 同时空挡的情况下，飞轮空转，可以认为1δ=，所以 ()du f i g dt =-+；（在滚动阻力与坡道阻力同向情况下，i 取正号；反向时，i 取负号）； 截取20km/h-0km/h 的数据，用matlab 作图如下所示： 由北向南20km/h 滑行停车曲线 拟合到的曲线为y=-0.3362x+40.3207
发动机振动特性分析与试验 作者：长安汽车工程研究院 来源：AI 汽车制造业 完善的项目前期工作预示着更少的项目 后期风险，这也是CAE 工作的重要意义之一。在整机开发的前期（概念设计和布置设计阶段），由于没有成熟样机进行NVH 试验，很难通过试验的方法预测产品的NVH 水平。因此，通过仿真的方法对整机NVH 性能进行分析甚至优化显得十分重要。 众所周知，发动机NVH 是个复杂的概念，包括发动机的振动、噪声以及个体对振动和噪声的主观评价等。客观地说，噪声与振动也相互联系，因为发动机一部分噪声由结构表面振动直接辐射，另一部分由发动机燃烧和进排气通过空气传播。除此之外，发动机附件（如风扇）也存在噪声贡献。本文仅考虑发动机结构振动问题，即在主轴承载荷、燃烧爆发压力和运动件惯性力的作用下，对发动机结构振动进行分析以及与试验的对比。发动机结构噪声的激励源主要包括燃烧爆发压力、气门冲击、活塞敲击、主轴承冲击、前端齿轮/链驱动和变速器激励等，这些结构振动又通过缸盖罩、缸盖、缸体和油底壳等传出噪声。 发动机结构振动分析方法简介 图1 发动机结构振动分析方法 如图1所示，发动机结构噪声分析方法包括以下几个步骤： 1. 动力总成FE 建模及模态校核 建立完整的短发动机和变速器装配的有限元模型；对该有限元模型进行模态分析，通过分析结果判断各零件间连接是否完好；通过分析结果判断动力总成整体模态所在频率范围是否合理，零部件的局部模态频率是否合理，若存在整体或局部模态不合理的情况，需要对结构进行初步更改或优化。
2. 动力总成模态压缩 缩减有限元模型，得到动力总成的刚度、质量、几何以及自由度信息，用于多体动力学分析。 3. 运动件简化模型建立 发动机中的部分动件不用进行有限元建模，可作简化处理，形成梁-质量点模型，用于多体动力学分析。其中包括：活塞组、连杆组和曲轴及其前后端。 4. 动力总成多体动力学分析 在定义了动力总成各零部件间连接并且已知各种载荷的情况下，对动力总成进行时域下的多体动力学分析，并对得到的发动机时域和频域下的动态特性进行评判，同时，其输出用于结构振动分析。 5. 动力总成结构振动分析 基于多体动力学分析结果，对整个动力总成有限元模型进行强迫振动分析，得到发动机本体、变速器以及各种外围件的表面振动特性，进行评判和结构优化。 实例分析 1. 分析对象 以一款成熟的直列四缸1.5L发动机为平台，针对其结构振动问题，对其进行结构振动CAE 分析，并与其台架试验结果相比较。发动机的部分参数如下：缸径75mm，冲程85mm，缸间距84mm，最大缸压6MPa。 2. 坐标定义 为了便于以后叙述，对动力总成进行了坐标定义（见图2）。