汽车系统动力学第9章 行驶动力学模型

第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 当簧片呈抛物线形状时,在一定长度下其弯曲应变保持恒定, 由多个簧片组合而成的钢板弹簧称为抛物线弹簧。抛物线 弹簧相对于传统层叠式钢板弹簧的优势可从图9-3中看出。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 当簧片呈抛物线形状时,在一定长度下其弯曲应变保持恒定, 由多个簧片组合而成的钢板弹簧称为抛物线弹簧。抛物线 弹簧相对于传统层叠式钢板弹簧的优势可从图9-3中看出。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 与其他弹簧结构形式相比,钢板弹簧的主要优点在于它不仅 用作弹簧元件,还作为结构连接件装备在车架和车轴之间,兼 作悬架的导向机构。同时,由于各片间相对滑动而产生的摩 擦力,起到了一定的阻尼作用。
第二节 与平顺性相关的部件特性
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 图9-3所示的两种弹簧具有 相同的长度、刚度和额定负 载。其抛物线弹簧的优点在 于除了减少摩擦外,还减少 了约50%的弹簧质量,从而 减少了车辆的总质量。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (2)扭杆弹簧 扭杆弹簧主要用于轻型客车和货车。与钢 板弹簧相比,扭杆弹簧更能充分有效地利用材料。由于扭 杆弹簧的圆形截面使大部分材料都在最大应力处工作。 为此,扭杆弹簧的扭杆通常被做成空心,以除去不受力的 中心部分,使元件重量更轻。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (2)扭杆弹簧 扭杆弹簧在工作时主要承受 扭矩,它一端紧固于车架上,另 一端固定于与车轮相连的悬 架摇臂上。当车轮跳动时,摇 臂绕着扭杆轴线来回摆动,使 扭杆产生扭转弹性变形,从而 保证了车轮与车架的弹性连 接,如图9-4所示。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧
车辆悬架弹簧是典型的低刚度元件,其受力随所连接的簧 上簧下刚体间的相对位移的变化而变化。弹簧可根据其 本身材料分类,也可按其受力及产生的相应应力分布方式 分类。然而,对车辆行驶动力学研究而言,最为关心的是 弹簧元件的刚度特性,即它的受力与变形关系。这里首先 介绍传统的金属弹簧(钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧), 然后对气体弹簧(空气弹簧和油气弹簧)给予介绍。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 钢板弹簧是车辆悬架中应用非常广泛的一 种弹性元件,它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组合 而成的一根近似等强度的弹性梁。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 典型的钢板弹簧受力情况如图9-1a (弯矩 图)所示,图中表示了钢板弹簧的受力沿其长度方向的分 布情况。
一、悬架弹簧
1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 目前,钢板弹簧多用于载重货车上,只有少数用在客车或其他 车辆上。然而,具有线性弹性特性的钢板弹簧有如下缺点: 1) 在负载变化时,可用的悬架动行程常降至允许值以下。通 常,对普通客车而言,可用的标准悬架动行程一般大于50mm; 而大客车一般要大于70mm。 2) 固有频率随装载质量的变化而改变。车辆空载时的固有 频率比满载时高;当车辆加减速时,由于轴荷转移效应,使前、 后悬架的固有频率也会发生改变。
第一节 概述
一般情况下车辆的振动频率范围可大致划分如下:
0 ~15Hz
刚体运动
15~150Hz
结构振动,板件共振
150Hz 以上 噪声及啸鸣
典型的共振频率范围通常为:
车身共振频率 1~1.5Hz
(当相对临界值而言的阻尼比ξ约为0.3时)
车轮跳动 10 ~12Hz
座椅上的乘客 4 ~8Hz
悬置的动力总成 10~20Hz
结构共振频率 >20Hz
轮胎共振频率 30 ~50Hz和80 ~100Hz
第一节 概述
一般情况下车辆的振动频率范围可大致划分如下:
0 ~15Hz
刚体运动
15~150Hz
结构振动,板件共振
150Hz 以上 噪声及啸鸣
典型的共百度文库频率范围通常为:
车身共振频率 1~1.5Hz
(当相对临界值而言的阻尼比ξ约为0.3时)
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧
1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 3) 吊耳处和多层板簧的各簧片 间存在的干摩擦可能会对弹簧 特性产生不良影响,如图9-2所 示。
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧 1.金属弹簧 (1)钢板弹簧 为了避免钢板弹簧的上述缺陷,可通过改进板簧结构设计, 减小板簧的簧片数,也可通过调整单根板簧的预应力或加 装附加弹簧得以实现。另外,可将吊耳换成滑动式吊耳, 或者在板簧中添加特殊材料的夹层等方法来减小簧片间 的干摩擦。为了克服弹簧中央出现的大弯曲应变,可使用 高强度板簧来解决。
车轮跳动 10 ~12Hz
座椅上的乘客 4 ~8Hz
悬置的动力总成 10~20Hz
结构共振频率 >20Hz
轮胎共振频率 30 ~50Hz和80 ~100Hz
第二节 与平顺性相关的部件特性
一、悬架弹簧
车辆悬架弹簧是典型的低刚度元件,其受力随所连接的簧 上簧下刚体间的相对位移的变化而变化。弹簧可根据其 本身材料分类,也可按其受力及产生的相应应力分布方式 分类。然而,对车辆行驶动力学研究而言,最为关心的是 弹簧元件的刚度特性,即它的受力与变形关系。这里首先 介绍传统的金属弹簧(钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧), 然后对气体弹簧(空气弹簧和油气弹簧)给予介绍。
第九章 行驶动力学模型
第一节 概述 第二节 与平顺性相关的部件特性 第三节 模型推导的前提及简化条件与分析 第四节 单轮车辆模型的推导及分析 第五节 半车模型的推导及分析 第六节 整车模型的推导及分析
第一节 概述
本章主要介绍针对悬架系统设计的行驶动力学建模,即设 计者应如何协调相互矛盾的性能指标,以达到某种意义上 的悬架系统最优设计的目的。基于所要研究的目标,本质 上也就决定了所建数学模型的复杂程度。 对悬架设计而言,有些参数可以由悬架工程师来确定,而 有些则不能完全由他们所确定。通常可由悬架工程师确 定的设计参数有:①悬架刚度(其中包含弹簧、导向元件 及其衬套等的刚度);②阻尼;③簧载质量与非簧载质量之 比;④橡胶限位块的特性;⑤轮胎部分的特性;⑥衬套刚度。