汽车悬架橡胶衬套刚度的优化设计
轿车悬架弹性橡胶衬套弯曲刚度的工程算法
轿车悬架弹性橡胶衬套弯曲刚度的工程算法3祁宏钟(上海精粹机电科技有限公司,上海 200331)摘要:在线性前提下,根据橡胶衬套径向刚度在线性范围内,找出了求解橡胶衬套弯曲刚度的工程算法,经过试验验证,具有工程使用价值。
关键词:橡胶衬套;弯曲刚度;工程算法中图分类号:U463 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2007)01-0060-03 基于成熟的底盘平台,在确保性能可靠、开发快捷和成本最低的原则下,各汽车主机厂都奉行平台化的开发战略,即尽可能的在同一底盘平台上拓展新车型,尽量避免开发全新的底盘系统。
显然,该战略可简化车身和底盘系统的设计开发和试验验证工作。
基于平台化战略开发的车型,其设计参数的改变或动力总成的变更调整,会引起整车性能参数相对原车型性能参数的改变。
因此,平台化战略仍然需要底盘系统进行相应的性能优化调整,只是调整工作量会大量减少。
在车型平台化开发工作中,悬架系统设计优化和匹配工作是底盘参数优化的重要工作。
为了达到乘坐舒适性和操纵稳定性之间的平衡,需要调整悬架弹簧、横向稳定杆和减振器特性参数,来逐渐达到控制整车性能的目的。
同时,为了精确控制各工况的悬架性能,还必须辅助调整悬架弹性橡胶衬套的力学特性。
目前悬架系统性能分析工作中,使用了诸如基于多体系统动力学理论的Adams软件等手段,在分析模型建立的过程中,弹簧、减振器和横向稳定杆等零部件的性能参数获取准确而直接,但准确确定悬架系统中弹性橡胶衬套的各向力学性能却非常困难。
而弹性橡胶衬套的力学性能对车辆和悬架系统的仿真分析至关重要,往往需要大量实测才能得到。
随着汽车设计开发要求的日趋精益化,橡胶衬套的六向力学特性都需要考虑。
结合衬套力学特性的分析计算的一些工作[1]和与国际专业工程设计公司的合作经验,初步认为悬架弹性衬套不同方向的刚度特性,对悬架系统的性能影响大致如下:衬套的轴向刚度应该很大,以确保悬架系统的各项定位参数的准确可靠。
悬架衬套安装方向优化设计
悬架衬套安装方向优化设计悬架衬套是一种常见的汽车零配件，其主要作用是减少悬架部件之间的摩擦和磨损。
在汽车的运行过程中，悬架衬套的质量对整车的性能和安全性都有很大的影响。
因此，在悬架衬套的设计和制造中，需要注重优化其方向性能，以提高整体性能和使用寿命。
首先，悬架衬套的方向性优化设计需要考虑衬套的材质选择。
衬套的材料应该具有良好的耐磨、耐腐蚀和高温性能，以满足复杂的工作环境中的需求。
同时，材料的密度和硬度也需要适宜，以保持其稳定性和耐用性。
其次，悬架衬套的方向性优化设计需要考虑其安装和固定方式。
正确的安装和固定方式可以有效地减少悬架衬套的磨损和疲劳。
在设计中，需要确保衬套与其他悬架部件之间的连接紧密稳固，不仅可以提高工作效率，还可以增强整个系统的耐久性。
最后，悬架衬套的方向性优化设计还需要考虑衬套的结构和几何形状。
衬套的结构应该具有流畅的曲线和合理的尺寸，以减少摩擦和磨损，并提高其自润滑能力。
另外，衬套的表面处理和光洁度也需要重视，以减少表面粗糙度对其性能的影响。
在具体的设计中，可以通过采用CAD技术和数值分析方法来进行优化和验证。
通过对不同的设计方案进行仿真分析，可以确定最佳的设计参数和结构形式，同时优化悬架衬套的方向性能。
总之，悬架衬套的方向性优化设计是汽车制造中的重要环节之一。
通过科学合理的设计和制造，可以提高悬架衬套的性能和使用寿命，在提高汽车性能的同时，也可以减少维护和更换的成本。
此外，在悬架衬套的方向性优化设计中，还需要考虑其质量控制和检测。
设计师需要采用高质量的原材料，并确保整个制造流程的严格控制，以确保衬套的质量和性能。
此外，检测也是必不可少的，生产过程中要对衬套进行多个方面的检测，以确保其符合设计要求。
在安装悬架衬套时，也需要注意一些细节。
首先，清洗和涂油。
悬架衬套在安装前需要进行彻底的清洗，以确保其表面干净，没有灰尘和杂质。
同时，还需要将表面涂上适量的工业润滑油，以减少摩擦，提高自润滑性能。
汽车动力总成悬置系统优化设计与橡胶悬置研究.
合肥工业大学硕士学位论文汽车动力总成悬置系统优化设计与橡胶悬置研究姓名：王文亮申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：魏道高20100401汽车动力总成悬置系统优化设计与橡胶悬置研究摘要ＮＶＨ性能是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的，如今已成国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注和研究的重要问题之一。
而动力总成ＮＶＨ特性研究是整车ＮＶＨ特性研究的一个重要子系统，如何设计动力总成悬置系统，使动力总成传到车架上的振动得到有效隔离，是汽车研究的一个重要课题。
本文利用ＡＤＡＭＳ对某款样车动力总成悬置系统进行了分析和优化设计，对橡胶悬置进行了有限元分析，其具体工作如下：１、研究动力总成悬置系统的发展现状、设计流程，分析并总结了动力总成悬置系统研究的理论方法，研究成果及现代设计发展趋势。
２、根据所研究的对象，测量分析出该动力总成悬置系统相关的实验数据和技术资料，为之后的仿真分析提供试验数据。
３、根据测量的数据，应用ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ模块建立了该动力总成悬置系统的空间六自由度虚拟样机模型。
通过ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ模块分析出动力总成悬置系统的固有特性和能量分布情况，并分析了动力总成悬置系统在怠速工况、最大扭矩工况、紧急制动工况以及紧急转弯工况下的动态响应。
４、利用撞击中心理论和扭矩轴法验证悬置点位置的合理性，并以各支承处悬置元件的刚度为设计变量，以动力总成悬置系统六自由度解耦或部分解耦为优化目标，以系统固有频率的合理配置为约束条件，对动力总成悬置系统进行了优化，使得系统解耦程度更高，固有频率分配更加合理，振动传递率减小，此次优化取得了良好的隔振效果。
６、利用软件ＡＢＡｉ３ＵＳ对橡胶悬置三维有限元模型的静动态弹性仿真研究，对其应力应变分析，计算出了悬置的各向静刚度，并根据仿真结果与实验结果的对比分析，验证了橡胶悬置静动态弹性特性有限元仿真方法的有效性。
单桥复合悬架橡胶空心弹簧刚度分析和参数优化
单桥复合悬架橡胶空心弹簧刚度分析和参数优化单桥复合悬架是一种常见的车辆悬架结构，它是由多种材料和部件构成的复合系统，其中橡胶空心弹簧是其中重要的组成部分之一。
橡胶空心弹簧的刚度对于悬架的性能和行驶稳定性有着决定性的影响，因此对橡胶空心弹簧的刚度进行分析和参数优化十分必要。
首先，橡胶空心弹簧的刚度与其材料硬度、几何尺寸和壁厚等因素密切相关。
一般来说，橡胶弹簧的刚度与其材料硬度成正比，与截面积和弹簧高度的平方成反比，与弹簧的壁厚成正比。
因此，在进行橡胶空心弹簧刚度优化时，需要考虑这些因素的综合作用。
其次，橡胶空心弹簧的刚度对于悬架系统的动力特性和驾驶品质有着重要的影响。
如果弹簧刚度过大，容易出现车身反弹过度、颠簸感强等问题；如果弹簧刚度过小，则会影响悬架的稳定性和悬架系统的减震效果。
因此，进行橡胶空心弹簧刚度优化时，需要充分考虑悬架系统的整体性能和行驶稳定性。
最后，对于橡胶空心弹簧的刚度优化，需要结合实际使用情况和测试数据，采用试验方法和数值模拟分析进行验证和改进。
同时，对于不同类型和用途的车辆，需要根据其特定的工作条件和行驶环境进行个性化的橡胶空心弹簧刚度优化，以实现更高的悬架性能和行驶稳定性。
综上所述，橡胶空心弹簧刚度是单桥复合悬架中非常重要的组成部分，对于悬架的性能和行驶稳定性有着决定性的影响。
在优化橡胶空心弹簧刚度时，需要考虑材料硬度、几何尺寸、壁厚以及悬架系统的整体性能和行驶稳定性等因素，采用试验方法和数值模拟分析进行验证和改进，实现更高的悬架性能和行驶稳定性。
在进行橡胶空心弹簧刚度分析和参数优化时，还需要结合悬架系统的其他部分进行考虑。
例如，悬架系统中的减震器和悬挂连杆也会对弹簧刚度产生影响。
在悬架系统中，减震器主要起到缓冲和阻尼作用，能够有效减少车身的弹动和震动。
如果弹簧刚度过大，会使减震器的阻力不足导致无法有效地吸收冲击力，从而影响悬架的降震效果。
因此，在橡胶空心弹簧刚度优化时，需要支持适当考虑减震器的阻尼特性和悬挂连杆的长度和角度等因素，以达到更好的整体效果。
汽车悬架系统中橡胶减振元件的设计要求分析
Top Mount Bushing 1 图纸要求Bushing 2液压衬套的特性液压衬套的动态特性应用：减少上摆臂衬套的刚度减少车内噪声减小刚度，隔离控制臂500Hz的振动。
(以前为橡胶衬套，现在改用液压衬套）两个液室均为工作液室！！2. Applications of Hydro Bushings8. Technical product Development ExpertiseHydraulically Damping Subframe MountsThe dynamic characteristics of hydrobushing depend on their applications.front lower control arm系统的结构图:问题：发动机在2000～2300rpm （100Hz～115Hz 时，驾驶室内出现很大的Booming声，其中108Hz加动力吸振器和液压衬套以后，传动轴的振动减小。
吸振器和液压衬套以后，传动轴和地板的传递到驾驶室的振动由图可见，轴管的振动加速度和位置有关。
第一点的振动最大，要从这点想办法。
系统的结构。
支撑件的承载：300N。
传统的橡胶隔振器，可见系统的振动下降17～以后，将一个峰值削减成为两个峰值，可以下降新设计液压衬套的动态特性Strut mountSpring SeatJounce BumperShieldShock absorberSteering knuckleCoil springJounce bumperStrut mountBearing 2013-03-15AB CD EF G Houter path, which has a considerably higher level of rigidity.2013-03-15利用橡胶作为隔振的减振器上端支撑，由于兼顾其疲劳特性，其静刚度不可能很低。
此时，在减振器上端支撑中可以采用液压支撑元件。
车辆橡胶悬置系统的研究进展
车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是指利用橡胶材料作为悬挂元件的一种悬挂系统。
相比于传统的金属弹簧悬挂系统，橡胶悬置系统具有更好的减震和隔振效果，能够提升车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
本文将就车辆橡胶悬置系统的研究进展进行详细介绍。
橡胶悬置系统的研究可以追溯到二十世纪初。
早期的研究主要集中在橡胶材料的制备和性能测试上。
随着科技的发展，人们开始对橡胶悬置系统的设计和优化进行研究。
研究者发现，橡胶材料的刚度可以通过调整材料的配方和处理工艺进行调节，从而实现对悬置系统的刚度调节。
早期的橡胶悬置系统存在一些问题，如易老化、易损坏等。
为了提高悬挂系统的可靠性和耐久性，研究者开始尝试使用新型的橡胶材料，如聚氨酯、硅胶等。
这些新材料具有更好的耐久性和抗老化性能，使得橡胶悬置系统能够在恶劣的环境条件下正常工作。
随着汽车工业的快速发展，对车辆悬置系统的要求也越来越高。
悬挂系统不仅需要具备减震和隔振的功能，还需要能够适应不同的路况和行驶条件。
研究者开始将传感器和控制器等电子技术应用到橡胶悬置系统中，实现悬挂系统的自适应调节。
通过实时监测车辆的运动状态，悬挂系统可以根据路况和车速等参数进行调节，提供最佳的行驶稳定性和乘坐舒适性。
车辆橡胶悬置系统的研究还涉及到多学科领域的合作。
机械工程师、材料科学家、电子工程师等不同领域的研究者共同合作，共同攻克悬挂系统设计与优化中的难题。
他们通过实验和仿真等方法，对悬挂系统的性能进行评估和优化，为汽车制造商提供可靠的悬挂系统解决方案。
车辆橡胶悬置系统的研究已经取得了显著的进展。
研究者不断调整橡胶材料的配方和处理工艺，提高悬挂系统的刚度和耐久性。
他们将电子技术应用到悬挂系统中，实现自适应调节，提高行驶稳定性和乘坐舒适性。
未来，研究者将继续深入探索，进一步优化橡胶悬置系统的性能，为汽车制造商提供更好的悬挂解决方案。
汽车悬架与橡胶衬套的设计机理及对于整车性能影响的研究的开题报告
汽车悬架与橡胶衬套的设计机理及对于整车性能影响的研
究的开题报告
一、研究背景
汽车是现代社会常见的交通工具，而汽车的悬架系统是其重要的部件之一。
悬架系统可以控制汽车车身的振动和姿态，从而保证行驶的平稳性、舒适性和安全性。
悬
架系统中的橡胶衬套作为悬架系统的重要部分，也是车辆振动和噪声控制的关键部件
之一。
目前国内外学者已经在汽车悬架和橡胶衬套方面进行了很多研究，但是其中大多数是基于单一方面的研究，缺乏对其综合性能和相互关系的深入探究和研究。
因此，
对于汽车悬架与橡胶衬套的设计机理及对于整车性能影响的研究必须一步步深入。
二、研究目的
1. 分析汽车悬架和橡胶衬套的结构及其特点，了解其工作原理及原理机理；
2. 探究悬架系统及橡胶衬套对于整车性能的影响，包括悬挂、减震、车辆稳定性、舒适性等方面的影响；
3. 通过实验验证分析汽车悬架和橡胶衬套的设计机理及其对于整车性能影响，为优化悬架系统和橡胶衬套的设计提供具体的理论和实验依据。
三、研究内容及方案
1. 汽车悬架结构及橡胶衬套的特点和原理机理的研究；
2. 悬架系统和橡胶衬套对于整车性能的影响的研究，包括悬挂、减震、车辆稳定性、舒适性等方面；
3. 通过实验验证分析汽车悬架和橡胶衬套的设计机理及其对于整车性能影响。
四、预期成果
1. 对于汽车悬架和橡胶衬套的结构和特点、原理机理有深入的理解；
2. 初步掌握悬架系统和橡胶衬套对于整车性能的影响规律，包括悬挂、减震、车辆稳定性、舒适性等方面；
3. 实验验证分析得出汽车悬架和橡胶衬套的优化设计方案。
以上为本研究的开题报告，希望可以得到您的支持，有任何问题请及时沟通。
感谢！。
关于汽车悬架轴套刚度设计的若干思路
动刚度是描述减振性能 的关键指标 。系统的传递函数一般表达为
Ｈ ＝ — —— ， 它 的倒 数 就 是 动 刚度 ， 系 统 激 励 与 响 应 的 比 — 而 是
一
一 ０ 《 凸 ｐ ｃ ｍ）
ｍ Ｗ ’ ＣＷ ＋Ｋ ＋Ｉ
ｎ
值。因此把轴套 的动刚度设计放到人 一车 一路的系统中进行振动设计 是一个设计思路 。具体要注意使汽车 常用 的工况 下传递函数的合理优 化 ， 这里 还 要 注 意 对 共 振 的考 虑 ， 为 当 动 作用 力 的 频 率 与 结 构 的 固 在 因 有 频 率相 近 时 ， 可 能 出 现 共 振 现 象 ， 时 动 刚度 最 小 ， 形 最 大 ， 能 有 此 变 可 造 成零 件 产 生 破 坏 或 早 期 疲 劳 ， 者 产 生 的噪 声 或 振 动 恶 化 了 Ｎ Ｈ 性 或 Ｖ 能， 比如因此引起的方向盘摆振 过大等 。 制动 、 向等常用工况下的准静态传力设计也是一个思路 ， 转 它对应 的轴套特性主要是静刚度 ， 比如麦弗逊机构 中， 图 １摆臂与车体连接 如 ， 中的前 、 后轴套刚度对比不同时 ， 自承受 的力 的变化情况 ， 各 如表 １ 。这 对汽车相关部位的强度设计 有很大的关联性 。
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橡胶衬套刚度对悬架弹性运动影响的研究
表 ３ 不 同组 合 下统 一 目标 函数 值
表 ２ 不 同组 合 下统 一 目标 函数 值
４３优 化前后 的悬架运 动学特性 分析 。
通过表 １ ，可以看 出 ｔ， ｌｔ ｚ 对各定位参数的影响都在前两位 ，
，
经过两次实验优化设计 ，悬架 的运动学参 数有 了一定 的改 进 。 了证 明第二次优化后的各运动学参数的变化情况 比第一次 为
ＪＡＮＧ Ｄｏ ｇ ＧＡＯ Ｘｉｎ ， Ｉ Ｉ ｎ， ａ ｇ Ｌ Ｕ Ｙｉ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｕｏ ｂｌ ａ ｄＴ ａ ｃＥ ｇ ｅ ｒ ｇＪ ｎ ｓ ｎｖｒｉ ，ｈ ｎｉｎ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ ｏ ｔ Ａ ｍｏ ｉ ｎ ｒｆ ｎ ｉ ｅｉ ， ａ ｇｕＵ ｉｅｓ ｙＺ ｅｊ ｇ２ ２ １ ， ｈｎ ） ｅ ｉ ｆ ｎ ｎ ｉ ｔ ａ
第 １ Ｏ期 ２１年 １ ０１ Ｏ月
文 章 编 号 ：０ １ ３ ９ （ ０ １ １— ２ ７ ０ １０ — ９ ７ ２ ｌ ）０ ０ ０ — ３
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈｉ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｎｅ ｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｅ ｎ ｆ ｃｕｒ
橡胶 衬 套 刚度 对 悬架 弹性 运 动影 响 的研 究
Ｋｅ ｒ ： ｓ ｎｓｏ Ｓｅ ｉｉ ｔ ｎａ ｙ ｉ ； ｙ ｗｏ ｄｓ Ｓｕ ｐｅ ｉ ｎ； ｎｓｔｖｉｙ ａ ｌ ｓｓ Ｂｕｓ ｎｇｓ ｉｆ ｅ ｓ Ｅｌ ｔ ｋｉ ｍ ａ ｉｓ ｈｉ ｔｆｎ ｓ ； ａｓｏ ｎｅ ｔｃ
中图分 类号 ： Ｈ１ ， ４ ３３ 文 献标 识码 ： Ｔ ６Ｕ ６． ３ Ａ
根据某车型前悬架关键点坐标值 、弹簧 、减震器的特性曲 变化直接导致车轮定位参数的波动。以麦弗逊悬架下控制臂轴上 线， 利用多刚体动力学软件 Ａ Ａ 建立带有横向稳定杆的前麦 的前后衬套径 向刚度 、 Ｄ ＭＳ 轴向刚度及扭转刚度作为设计 变量 ， 即 ＝ 弗逊式悬架运 动学仿： 真模型［在副车架 上建立 固定约束 ， 拟 ［ ｈｋ ｋ ， ，ｈｋ ， ， ］ ５ １ ， 用模 Ｊ ，ｌ ｂｔ ｋ ，ｈｋ ｔ 。式中 ： ｉ ｝ ｋ 下标 … ’ １—前衬 套 ；２—后 衬 “” 的台架作用于车轮的力进行激励 。建立的模型 ， 图 １ 如 所示 。
橡胶衬套刚度对悬架系统影响的研究
设计研究橡胶衬套刚度对悬架系统影响的研究雷雨成 李 峰 (同济大学)【摘要】 文章以橡胶衬套刚度试验为基础,利用有限元仿真计算多个方向的刚度,并借助ADAM S/CAR 研究了橡胶衬套刚度对悬架弹性运动学的影响。
通过研究,提出了一种精确计算异形橡胶衬套的悬架系统动力学方法与优化设计方法。
【主题词】 悬架 衬套 橡胶 汽车 在现代汽车的悬架导向机构联接处越来越多地使用了橡胶衬套,并且导向机构本身也采用了柔性较大的弹性体,大量研究表明,由这些构件形成的悬架系统综合力学特性对汽车的行驶平顺性、操纵稳定性、制动性等均有显著影响。
因此,很有必要研究橡胶衬套刚度对悬架的弹性运动学规律的影响。
本文借助ADAMS/CAR 研究下摆臂与副车架连接衬套刚度对悬架弹性运动学的影响。
1 橡胶衬套刚度的计算图1是某车型的麦弗逊悬架(见图1),在悬架的构件之间连接有多个橡胶衬套,其中下摆臂与副车架连接的水平衬套和垂直衬套的尺寸见表1。
根据试验数据,可以得知下摆臂与副车架连接水平衬套、垂直衬套的径向刚度和轴向刚度。
在ADAMS/CAR 的仿真中,需要用到6个方向的刚度。
运用ABAQUS 软件,建立橡胶衬套的有限元模型,仿真计算出各个方向上的刚度值,见表2和表3。
2 橡胶衬套刚度对悬架系统的影响悬架运动学是描述车轮上下跳动时车轮定位参数的变化过程,悬架运动学仿真是悬架系统重要的仿真过程之一。
在ADAMS/CAR 模块内,建立麦弗逊前悬架的多刚体运动学分析模型,如图1所示。
收稿日期:2004-09-15图1 悬架模型图表1 下摆臂与副车架连接衬套的尺寸长度(mm )内径(mm )外径(mm )备注水平衬套439.612无孔垂直衬套201114有孔表2 下摆臂与副车架连接水平衬套刚度值刚度径向(N /mm )轴向(N /mm )弯曲(No m /rad )扭转(No m /rad )试验值8888500无无仿真值8776.2484.3193038155332注:杨氏模量E =1.2Mpa,泊松比μ=0.49表3 下摆臂与副车架连接垂直衬套刚度值刚度径向x (N /mm )径向y (N /mm )轴向z(N /mm )弯曲x (N ・m /rad )弯曲y (N ・m /rad )扭转z (N ・m /rad )试验值5501300300无无无仿真值567.621238.9310.4242834.486401.387350.7注:杨氏模量E =7.9Mpa,泊松比μ=0.49・03・上海汽车 2004111 设计研究在保持其它条件不变的情况下,改变下摆臂与副车架连接水平衬套和垂直衬套的刚度,比较刚度改变前后悬架系统运动学特性的变化,从而得出下臂连接衬套刚度影响悬架运动学特性的规律。
四连杆悬架衬套刚度系数匹配优化设计
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基金项 目： ２ ０ １ ２年Ｊ ’ 西 千 亿 元 产 业 重 大 科技 攻 关 工程 项 目 （ 桂科攻 １ ２ １ １ ８ ０ ０ ７ — １ ５ ） 资助 作者简介 ： 廖抒华 ， 教授 ． 研究方 向： 车 辆 动 态 仿真 与控 制 ， Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ａ ｏ ｈ ｓ ｈ ６ ０ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ．
四连杆悬架衬套 刚度 系数 匹配优化设计
廖抒 华 ， 唐 兴 ， 陈 坤 ， 杨 帆 ， 赵 亮 ， 韦建 平
（ １ ． 广 西科 技 大 学 汽 车 与 交 通 学 院 ， 广西 柳州 ５ ４ ５ ０ ０ ６ ；２ ． 柳州孑 Ｌ 辉 汽 车科 技 有 限 公 司 ，广 西 柳 州 ５ ４ ５ ０ ０ ６ ）
第 １ 期
廖抒华等 ： 四 连杆 悬 架 衬 套 刚 度 系 数 匹 配 优 化设 计
５ ｌ
式中： ， ， ， ， ， 分 别 表 示 衬 套 在 ， ｌ ， ， ｚ方 向 上 受 到 的 力 和 力 矩 ； Ｋ Ｋ ｚ ２ ， Ｋ３ ， ， Ｋ ， Ｋ５ ５ ， Ｋ ６ ６ 分 别 表 示
力 与力 矩 作用 下 由于橡 胶衬 套 、 底 盘各 部 件 的变形 而 引起 的 车轮 定位 参 数 的变 化． 由于车 速 的提 高 和人们 对 舒 适性 的要求 日益 提高 ， 使得 橡胶 衬套 在 车辆 的悬 架设 计 中被大 量 的采 用． 橡胶 衬 套在 车 辆悬 架设 计 中的大 量 使 用 虽然 使 得 车辆 的平顺 性 有 很大 提 高 ， 但 是车 辆操 纵 稳 定性 却 有 所 下 降 ， 为 了很 好 的解 决 平顺 性 和操 纵 稳定 性 这对 矛盾 ， 本文 深入 的研 究悬 架 弹性运 动 学 以较 好 的解 决这 对 矛盾 ， 使 它们 都 得 到较好 的性 能 以满 足人们 对平 顺性 和操 纵稳 定 性 的要求 ． 有 关橡 胶 衬套 因素对 悬架 弹性运 动 学 的影 响在 文献 ［ １ — ２ ］ 中得 到 了 比 较 全 面 的研究 ． 悬 架 的弹性 运动 是 由于橡 胶衬 套 的变 形 所决 定 的 ， 所 以一 切 影 响橡 胶衬 套 变形 的 因素 都将 影 响悬架 弹 性运 动学 ， 其中， 橡 胶衬 套刚 度是 影 响橡胶 衬套 变形 的主要 原 因 ， 因此 ， 有必 要研 究 橡胶 衬套 刚度 对 悬 架 弹性 运 动学 的影 响 规律 ． 本文 从 悬 架 弹性 运 动学 的角度 出发 ， 以某轿 车 的后 悬 架 四连杆 为 例 ， 研究 衬 套
扭力梁悬架有限元模态分析中的橡胶衬套动刚度赋值方法
扭力梁悬架有限元模态分析中的橡胶衬套动刚度赋值方法扭力梁悬架是一种常用的汽车悬架结构。
在其建模时，需要考虑各种因素，其中橡胶衬套动刚度的赋值方法是一个重要的问题。
橡胶衬套是在悬架结构中起到缓冲、减震和保护金属部件的作用，其特点是具有一定的弹性和阻尼。
在有限元模态分析中，橡胶衬套的动刚度与模态频率密切相关，因此其赋值对模态分析结果有着重要的影响。
橡胶衬套动刚度的赋值方法一般有以下几种：1. 等效法在等效法中，将橡胶衬套看作一个等效的弹簧-阻尼器件，它的动刚度根据实验数据进行确定。
这种方法适用于实验数据比较丰富的情况，可以得到较精确的结果，但是需要进行大量的试验和数据处理，工作量较大，而且可能存在不确定性。
2. 经验法经验法是根据工程经验和规范指导，将橡胶衬套的动刚度赋予一个经验值。
这种方法简单易行，适用范围广，但是精度有限，可能存在误差。
3. 逆推法逆推法是先假定橡胶衬套的动刚度值，然后通过模态分析计算得到的频率与实验值进行对比，逐步调整动刚度值，直到得到与实验值较为接近的结果。
这种方法可以在有限的实验条件下得到较精确的结果，但是需要计算复杂，运算量大。
综合以上几种方法，可以得到一个相对合理的橡胶衬套动刚度赋值结果。
但需要特别注意的是，由于橡胶材料的本身特性和环境影响，其动刚度随时间和温度的变化非常复杂，因此在实际应用中需要进行实时监测和修正。
在进行扭力梁悬架有限元模态分析时，橡胶衬套动刚度赋值的合理性和准确性是关键。
因此，需要针对不同的具体情况，合理选择方法，进行模拟计算和实验验证，从而得到最优的结果。
在选择橡胶衬套动刚度赋值方法时，需要考虑多方面的因素，如橡胶材料的特性、汽车悬架的结构和工作条件、实验条件等。
以下是一些对橡胶衬套动刚度赋值方法的实践经验和建议。
首先，对于不同的橡胶材料，其动刚度的变化规律也不同。
一般来说，硬度越高的橡胶衬套动刚度越大，而阻尼值则与材料本身有关。
因此在进行动刚度赋值时需要考虑材料的硬度、阻尼和温度等因素。
麦弗逊悬挂的摆臂橡胶衬套优化分析
10.16638/ki.1671-7988.2020.15.035麦弗逊悬挂的摆臂橡胶衬套优化分析马良灿，纪浩*，陈小燕，李小珊（上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西柳州545000）摘要：通过对某车型麦弗逊前悬摆臂橡胶衬套本构模型参数识别，并搭建前悬系统的摆臂衬套有限元分析模型，分析衬套开口方向的接触压强，对衬套变形挤压产生的NVH问题进行了预测，并提出改进方案。
利用Isight优化软件联合Aabqus有限元分析软件识别了橡胶衬套的Mooney-Rivlin本构模型C10、C01参数0.375和0.1011，并利用72通道振动加速度数采仪实测了颠簸路的衬套NVH表现情况，验证了有限元分析方法的可靠性。
关键词：橡胶衬套；本构模型；参数识别；接触压强中图分类号：U463.33 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)15-105-04The Welding Numerical Simulation Analysis of Automotive Torsion BeamMa Liangcan, Ji Hao*, Chen Xiaoyan, Li Xiaoshan( Technology center of SAIC-GM-Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545000 )Abstract: Based on the welding thermal stress field numerical simulation analysis of weld easy to crack on a torsion beam, compared the effects on welding residual stress from different welding parameters. The study shows that: 1.The residual stress mutated in the heat-affected zone and its peak value is obviously different because of the use of different welding current and voltage. The residual stress peak value on the torsion beam side is higher than on the reinforcement plate side. The residual stress peak value is decreased with the increase of welding current. When it passed 240A the residual stress increase quickly. 2. The residual stress fluctuates at the start and end of the weld and its peak value is higher than the stable stress in the middle of the weld. 3. The most optimal weld stress distribution can be obtained by using 220A welding current, 24V current voltage, 10mm/s welding speed, and controlling the length of arc starting and ending at 15mm. The torsion beam welded with those welding process parameters has passed the road test, and cracking problems of torsion beam weld has been solved.Keywords: Torsion beam; Numerical simulation; Residual stress; Process parametersCLC NO.: U463.33 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)15-105-041 前言橡胶衬套作为软连接部件，不仅提供各方向可调的支撑刚度，还能有效衰减各方向的振动噪声，对整车的操稳及乘坐舒适性起关键作用，在现代汽车悬架系统中被广泛运用[1-3]。
基于FEA的汽车橡胶衬套结构优化设计
图８ 模拟得到的静刚度 曲线 经计算得 出刚度值为 ２ ０ Ｎｍｍ， １３ ／ 结果满足设计要求 。
（ 上接第 ３ ７页 ） ８ 表示 甲乙丙丁分别分配任务 Ｄ Ｃ ＡＢ 问题②代码如下 ： ｔ ＝１，２１，０１，５１，４１ ，３１ ，５１ ， ，３１ 】 ｉ ［５１，１１；０１，０１ ；５１ ，１１ ； １ １ ， ； ｍｅ ４４ ４
图 ４ 施加载荷后 的橡胶衬套
＝ ，４ １＇ １ １．
／ ／ ／ ／ ／ ／ ／
ｌ Ｏ５ １ Ｌ ５ ２ ２． Ｓ ３ ３．
●
图 ３
位罄， ｍｍ
图 ５模 拟得到的静刚度 曲线 经计算得出刚度值为 ２ ２ Ｎｍ ， ４ ６ ／ ｍ 不满 足设计要求 。 ３ 产 品结构优化 、 ３１结构优化 ．
［ 关键词 ］Ｅ ＦＡ
０ 引言 、
橡胶衬套
优化设计 静刚度 Ａ Ｆ为载荷变化量 ， 单位 Ｎ； △Ｌ为位移变化量 ， 单位 ｍ ｍ。 在检测橡胶衬套静刚度时 ， 固定衬 套的外 壁 ， 对内壁施加载荷 。本 文要求径 向由 Ｏ Ｎ加载至 ＋ ０ ０ 计算 区间为 ０ ６ ０ Ｎ， Ｎ至 ＋ ００ ， ３ ０ Ｎ 要求计算 刚度值满足 ２ ０ Ｎｍ ０ ０ ／ ｍ±１ ％。 ５ ２２材料条件 ＿ 橡胶衬套的橡胶部分材质为天然橡胶 ， 硬度为（ 邵尔 Ａ ７ ， Ｂ Ｑ Ｓ ）０Ａ Ａ Ｕ 在模拟 时， 如下假定 ： 做 材料 为弹性 、 向同性 、 各 不可压缩 、 模拟包括几何非线性效 应１ ３ １ 。 对 于超弹性材料 常用应变势能来表 达应力—应 变关系 ， 可用较 简单 的 Ｍ ｏ ｅ— ｉ ｉ 模型， ｏｎｙ Ｒｖ ｎ ｌ 通过材料试验数据计算得出材料常数 ｃ 。 ． ９ ， 。０ ６０ ＝７
悬架平顺和橡胶衬套设计(全文)
悬架平顺和橡胶衬套设计空气弹簧具有较理想的非线性弹性特性，安装空气悬架的车辆可以获得理想的固有频率、减小整车的振动噪声、车轮动载荷小。
空气弹簧只能承受垂直载荷，所以空气悬架中必须设置导向机构。
导向杆系通过橡胶衬套柔性铰接，橡胶衬套具有各向异性的特点，其各向性能参数的匹配为悬架的精确设计提供可能，可以满足汽车不同方向上的特性要求。
关于橡胶衬套对汽车性能的影响，有限元分析、隔振等方面的研究很多，但结合具体车型分析其参数及优化对汽车性能影响的研究相对较少。
对于空气悬架的性能优化，相关研究的文献［1～4］常把橡胶衬套的优化与导向机构的结构优化分开进行，并且对橡胶衬套的优化往往只是进行其各向刚度优化而忽略其阻尼。
借助于多体动力学软件DMS/View 建立SX4187NT361K型号汽车四连杆非独立空气后悬架的虚拟样机模型并进行平顺性仿真实验，以车架质心位置响应的加权加速度均方根值作为平顺性评价指标。
在此基础上，以车架质心处垂向加权加速度均方根值最小为目标函数，建立该空气悬架的优化设计模型，对其进行试验设计分析以后，采纳序列二次规划(SQP)算法［5］对四连杆导向机构的结构参数及橡胶衬套的刚度与阻尼进行优化设计，得到与该车型所使用空气弹簧相匹配的导向机构和橡胶衬套，以进一步提高整车平顺性。
1多体动力学模型的建立汽车是一个复杂的多自由度“质量-刚度-阻尼”动力学系统，在建立动力学仿真模型时，模型参数的精度是影响模型分析精度的主要因素。
本文建模参数主要来自企业提供的Pro/E模型、试验及计算。
建模在满足工程需要的前提下，对实车结构进行了一些合理的简化，建模的假设条件有:1)坐标系的规定:x轴正方向为汽车前进的相反方向，y轴正方向为面向汽车前进方向指向汽车右侧的方向，z轴正方向垂直向上。
原点o取在汽车一轴中心线所在垂直平面、车架上翼面及汽车中心线所在的垂直平面的交点;2)除弹性元件、橡胶件和横向稳定杆外，其余零部件认为是刚体，忽略各运动副的间隙;3)不计动力传动系统的作用，汽车动力以车轮驱动的方式加在车轮中心的转动副上。
悬架衬套安装方向优化设计
·设计·计算·研究· 器上支柱与车身以衬套相连， 两者之间以圆柱副连 接。 其中，弹簧轴线、减振器轴线和主销不共线。 整 个系统有 4 个自由度，分别为左、右车轮的旋转运动 和上下跳动。
下面对各个不同工况下模型的仿真曲线与对 标车辆的试验曲线进行对比，找出主要差别，为后 续的灵敏度分析和优化设计做准备，其中试验数据 在孔辉汽车科技有限公司的悬架 K&C 试验台上测 取。 为了方便与仿真数据进行对比，对试验数据进 行了拟合处理。 2.1 纵向力加载仿真结果对比分析
关参数（如前束角等）变化的差值均方根值大小来确
定对悬架特性影响较大的衬套安装方向。
根 据 文 献 [2]， 本 文 采 用 ±20° 的 衬 套 安 装 方 向 变
化量。 灵敏度分析主要目的是分析函数相对变量的
变化斜率， 变量采用相同的变化量导致的函数变化
量能够反映出变量对函数的影响， 从而确定对悬架
-0.10
-0.15
-0.20
-2 000 -1 000
0 1000
纵 向 力 /N
2 000
图 4 侧向力作用下前束角变化对比曲线
外 倾 角/ （° ）
0.10
仿真曲线
0.05
试验曲线
0
-0.05
-0.10
-0.15
-0.20
-2 000 -1 000
0
纵 向 力 /N
1000
2 000
图 5 侧向力作用下外倾角变化对比曲线
γff
0.875 4 -0.544 5 -0.012 0 0.281 5
αlf
-1.670 6 4.575 1 10.925 0 -21.102 9
βlf
橡胶衬套及悬架
27
五、橡胶衬套功用
5.2 功用 起万向铰的功能，可以避免一些零件在使用中受弯和早期 磨损。 通过调整易改变悬架的特性，实现悬架的精确设计。
28
六、橡胶衬套与悬架
6.1 橡胶衬套与前悬架
Y向刚度大，提高了汽车的横向刚度，抗侧倾性好，从而提高汽车 的操控性。 车辆在起伏路面行驶时,可认为输入轮胎的力是上下方向，Z方向 的刚度小利于车辆的平顺性、舒适性。 车辆驶过道路接缝、减速带 等小凸起时，不仅有上下 力，还有相当大的前后力， X方向刚度小利于缓和冲击。
隔振块
14
三、橡胶衬套的分类
剪切型橡胶衬套多用于希望主方向的弹簧常数特别低的 场合或载荷轻的场合
15
三、橡胶衬套的分类
控制臂衬套
副车架衬套
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三、橡胶衬套的分类
复合型橡胶衬套，在以上两种橡胶衬套的弹簧常数比均 不能达到要求时，常采用这种形式的橡胶衬套，这种衬 套能够承受剪切和压缩载荷
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四、橡胶衬套的结构和特性
(4)若对端部配置橡胶，便形成如图所示的特性
(5)设计成有减弱槽结构，可改变弹簧特性
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四、橡胶衬套的结构和特性
•静刚度特性曲线的非线性是橡胶材料的非线性和金属约束面的共同作用 •动刚度以及阻尼频率随频率的增加而增大 •动刚度随温度增大而减小，随振幅的增大而减小 •静、动刚度随橡胶材料的弹性模量增加而增加
2.1 橡胶衬套组成 常见的橡胶衬套很难提供在低频振动控制时所需要的大 阻尼。液压衬套是一种可在一个较大的频率范围内提供 大阻尼和大刚度的振动控制元件
三、橡胶衬套的分类
按照橡胶衬套的形状：压缩型、剪切型、复合型 压缩型橡胶衬套能够承受较大的载荷，多用于载荷大或 橡胶空间余量小的场合。
汽车悬架系统弹簧刚度的优化设计
湖北文理学院毕业设计（论文）论文（设计）题目汽车悬架系统弹簧刚度的优化设计学院专业班级姓名学号指导教师2015年5月27日摘要汽车悬架弹簧是汽车底盘的关键零件之一，它关系着汽车行驶的安全性、乘坐的舒适性和车体对复杂路面的适应性。
因此，良好的汽车悬架弹簧是保障汽车运行性能的关键因素之一。
汽车悬架弹簧是轿车底盘减震系统中的重要功能性零件，主要作用是吸收振动保证乘员的舒适性。
从技术层面分析，它还起着维持轮胎与地面贴合，保证车辆操纵性的功能。
目前，除了少数顶级豪华车使用主动悬架之外，大部分轿车的减震系统都是由螺旋悬架弹簧与减震器组合而成。
螺旋弹簧作为汽车悬架系统的重要零件，对汽车的运行性能有着重要的影响。
汽车悬架弹簧是汽车底盘的关键零件之一，它关系着汽车行驶的安全性、乘坐的舒适性和车体对复杂路面的适应性。
因此，良好的汽车悬架弹簧是保障汽车运行性能的关键因素之一。
本文通过汽车悬架系统的弹簧刚度进行设计，使系统的固有频率满足设计要求，来说明如何进行振动系统参数的优化设计。
采用理论法、有限元分析法进行了综合研究，以期获得螺旋弹簧合理的设计方法，提高螺旋弹簧的刚度。
关键词：汽车；悬架弹簧；理论法；螺旋弹簧AbstractAutomobile suspension spring is one of the key parts of automobile chassis, it’s relationship with the car, ride comfort and safety of car body adaptability to complex pavement. Therefore, a good car suspension spring is one of the key factors of security car running performance.The automobile suspension spring is an important functional parts, car chassis suspension system main function is to absorb vibration ensure occupant comfort. From the technical analysis, it also plays a maintain tire and ground joint, ensure the vehicles maneuvering function. Helical spring as an important parts of the automobile suspension system, the running performance of the car has an important influence. In recent years, the domestic and external theoretical research and technology of the helical spring technology has great development. With the development of science and technology and the improvement of the engineering application requirements, a new type of spring also appear constantly. Automobile suspension spring is one of the key parts of automobile chassis, its relationship with the car, ride comfort and safety of car body adaptability to complex pavement. Therefore, a good car suspension spring is one of the key factors of security car running performance.This article is designed by automotive suspension spring rate of the system, so that the natural frequency of the system to meet the design requirements, to explain how to optimize the design parameters of the vibration system. Theoretical method, finite element analysis conducted a comprehensive study in order to obtain a coil spring rational design methods to improve the rigidity of the coil spring.Key words：automobile; Suspension spring; Theory method; Helical spring目录摘要 (I)Abstract (II)第 1 章绪论 (1)1.1 本课题研究的背景 (1)1.2 研究的意义及研究现状与发展趋势 (2)1.2.1 悬架弹簧的研究意义 (2)1.2.3 悬架弹簧的未来发展趋势 (3)1.3 本文研究的主要任务 (4)第2章汽车悬架弹簧的基本特性及分析 (5)2.1 汽车悬架弹簧的基本作用与分类 (5)2.1.1 悬架的分类 (6)2.1.2 汽车悬架弹簧的作用 (7)2.2 汽车悬架弹簧的基本性能与材料 (10)2.2.1 悬架弹簧的特性线 (10)2.2.2 弹簧的变形能力 (11)2.2.3 弹簧的固有频率 (12)2.3 汽车悬架弹簧的材料及其特性分析 (13)2.3.1 汽车悬架弹簧的种类和特点 (13)2.3.2 车用悬架弹簧的生产工艺 (14)2.4 悬架弹簧的疲劳强度 (15)2.4.1 变应力的类型和特性 (15)2.4.2 弹簧疲劳曲线 (16)2.4.3 影响弹簧疲劳强度的因素 (17)2.5 本章总结 (17)第3章汽车悬架系统弹簧的分析 (18)3.1 悬架弹簧的理论计算 (18)3.1.1 受到轴向载荷时，悬架弹簧截面的受力分析 (18)3.1.2 受到截面载荷作用时，悬架弹簧的应力分析 (18)3.1.3 受到轴向载荷的作用时，悬架弹簧斜截面的分析 (20)3.2 本章总结 (21)第4章汽车悬架弹簧刚度的优化设计 (23)4.1 弹簧悬架受力分析 (23)4.2 悬架系统的固有频率 (24)4.3 悬架弹簧刚度优化 (26)4.4 本章总结 (28)第5章总结与展望 (29)5.1 工作总结 (29)5.2 未来展望 (29)参考文献 (30)致谢 (32)第 1 章绪论1.1 本课题研究的背景中国进入WTO以来，伴随着与国际市场的更进一步融合，中国的经济得到飞速发展并在全球经济发展中有着举足轻重的地位，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》指出，交通运输是我国国民经济的命脉。
5.4悬架衬套的特性与设计要点
5.4 悬架弹性橡胶衬套特性与设计5.4.1研究意义1 研究的意义随着时代的发展，近年来对汽车的要求是乘坐舒适，高速，操纵稳定，豪华。
并且加紧研究解决有关公害、安全措施和噪音问题。
随着这些问题的研究解决，汽车上用的弹性件的种类逐年增加，现在据说已达几百种之多。
虽然防振橡胶的种类因汽车的车系、车型、车种以及因悬挂机构的不同而多少有些差异，但其有代表性的主要种类可归纳为如图5.4.1。
用橡胶作防振材料的主要理由如下。
1)橡胶的弹性模量与金属相比非常小，隔离振动的性能优越。
2)橡胶是不可压缩性的物质，泊松比为0.5。
能在应力与变形之间产生时间延迟，具有非线性的性质，适合作防振材料使用。
3)防振橡胶本身不会诱发固有振动，出现冲击性的谐振现象。
4)具有能自由选择形状的优点，可适当选择三方向的弹簧常数比。
5)容易和金属牢固地粘结在一起，可使防振橡胶本身体积小，重量轻，其支撑方法也很简单。
6)安装后完全不需要给油和保养。
7)橡胶弹簧可通过不同的配方和聚合物来选择其阻尼系数。
8)能在形状不变的情况下改变其弹簧常数；或者在弹簧常数不变的情况下改变其形状，这也是它的优点。
悬架系统承受车体重量，防止车轮上下振动传给车身，抑制簧下的不规则运动，传递动力、制动力和操纵时的侧向力等，从而保证汽车能够正常行使。
悬架可分为独立悬架和非独立悬架两个大类，而且每一类型中又有多种具体型式。
一般前悬架系统和操纵系统及发动机系统有密切关系，前悬架系统的布置会直接影响到乘坐舒适性和操纵稳定性。
近年来，在轿车独立悬架系统的设计开发过程中，采用刚度相对较小的弹簧来提高车辆的乘坐舒适性，就必然导致动行程过大等现象，从而直接影响到车辆的转向系统。
前悬架系统振动与车身晃动、路面冲击、车轮摆振等现象相关，为防止上述各种振动，车辆悬架系统中使用了许多防振橡胶。
橡胶衬套最初在车辆悬架系统中的大量使用，得益于其无需润滑，维修保养简单，可以校正车辆组装时的对准定向，修正各种误差等优点，得到广泛应用。