液压悬置参数计算动刚度阻尼角
动力总成悬置系统刚体模态参数的试验与计算
动力总成悬置系统刚体模态参数的试验与计算宋向荣;李建康;郑立辉【摘要】为研究动力总成悬置系统的动力特性,为悬置元件的设计和优化提供依据,进行了悬置系统怠速工况的运行模态测试和理论计算.首先测试了悬置元件的动刚度、静刚度、阻尼等参数,建立了Matlab计算模型,进行刚体模态计算.结果表明,怠速工况下采用悬置元件动刚度的计算结果与运行模态结果吻合,动力总成悬置系统的刚体模态参数不适宜在实验室环境下测试.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】4页(P31-34)【关键词】动力总成悬置系统;刚体模态参数;动刚度;运行模态分析【作者】宋向荣;李建康;郑立辉【作者单位】江苏大学理学院,工程力学系,江苏,镇江,212013;江苏科技大学船海学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学船海学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学船海学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文【中图分类】U468.33随着汽车功率的加大,发动机是影响汽车乘坐舒适性的不可忽视的重要激振源。
动力总成悬置系统是发动机隔振性能的关键环节,悬置元件的动力学特性直接影响隔振效果。
研究动力总成悬置系统的刚体模态参数,对于悬置系统的隔振性能及悬置元件参数设计和优化具有重要的参考价值。
常用的悬置元件有橡胶悬置和液压悬置两种,其动力学特性具有很强的非线性,其设计要求低频时具有大刚度和大阻尼性质,而高频时要小刚度和小阻尼。
因此不同工作频率下,悬置系统的动态特性会有不同,在实验室环境下的模态测试不能完全反映其动态特性。
本文以怠速工况为例,研究了某轿车动力总成悬置系统的运行工况下的刚体模态参数。
实验测试了悬置元件的动刚度、静刚度、阻尼等参数,采用matlab进行刚体模态计算。
结果表明,怠速工况下采用悬置元件动刚度的计算结果与运行模态结果吻合,动力总成悬置系统的刚体模态参数不适宜在实验室环境下测试。
本文的方法和结论对汽车动力总成悬置元件的设计和性能测试具有重要的实用价值。
液压阻尼器静刚度和动刚度研究分析
液压阻尼器用来连接蒸汽发生器或反应堆冷却剂泵和混凝土,在正常运行或扰动工况下允许设备因系统温度和压力变化而引起的自由缓慢移动;在管道断裂事故工况下应能变成一个刚性支撑来限制设备的位移。
静刚度是液压阻尼器的一个主要机械特性参数。
阻尼器动刚度是在在交变载荷(地震工况)作用下应能变成一个刚性支撑来保护设备的位移,动刚度也是液压阻尼器的主要值机械特性参数。
1 设备阻尼器刚度定义及要求1.1 静刚度的定义液压阻尼器静刚度值K 的定义为:设备液压阻尼器(包括销座和销轴)所承受的载荷(F n )与其在承载条件下测得的总变形(S)的比值,计算公式为:K=Fn/S (1)由上述公式可以得出:总变形S 数值的大小影响刚度值,并与K 成反比关系。
1.2 动刚度的定义液压阻尼器在半幅值等于额定动态载荷的正弦波推拉载荷作用下的等值刚度,其值等于二倍额定载荷与由此而引起的位移(S)之比,计算公式为:K=2Fn/S (2)由上述公式可以得出:总变形S 数值的大小影响刚度值,并与K 成反比关系。
1.3 试验方法1.3.1 静刚度试验方法不考虑阻尼器控制阀所带来的位移,预先用专用塞子替代阻尼阀组,并消除被测对象与试验工装间的连接间隙。
在上述试验条件下对阻尼器逐渐施加载荷直至达到极限载荷,分别记录载荷和位移,根据公式(1)计算出阻尼器的静刚度。
1.3.2 动刚度试验方法模拟实际安装方式,对阻尼器施加动态载荷直至达到试验载荷,分别记录载荷和位移,根据公式(2)计算出阻尼器的动刚度。
2 影响刚度的因素2.1 影响静刚度因素液压阻尼器在承受静态载荷条件下的总变形S 经分析主要由以下三部分构成(S=S1+S2+S3):零件的弹性变形量S 1:零件本身的弹性变形量与制造材料的弹性模量、零件结构尺寸相关。
液压油的压缩变形量S 2:可压缩性是液压油的基本物理性能之一,在实际应用中以体积模量来表示液体抵抗压缩能力的大小。
阻尼器的工作压强为40～60MPa,液压油在该压强下会产生压缩变形量S 2。
Adina液压悬置计算教程
ADINA
发动机悬置计算示例
ADINA技术部
单位制：长度mm，时间s，质量t，应力MPa。
FOCUSED ON EXCELLENCE
结构模型
螺栓杆
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◇ 简化的悬置结构形状；
◇ 上腔与下腔之间有流道孔相连； ◇ 螺栓杆为金属材料，用 elastic model定义；其余为橡胶 材料，采用Sussman橡胶材料定义。
Face set 11----- yv (y方向速度对称条件)
流场中所有face set的用途
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流场模型
ADINA
结构模型建模过程略。
FOCUSED ON EXCELLENCE
计算结果
ADINA
悬置在受压6mm的静刚度曲线（与模型 1结果相同）
FOCUSED ON EXCELLENCE
ADINA
此Size Function指定以Point 45（位于流道孔 内侧）为中心，半径为4mm的范围内的网格尺寸 加密到1mm。
FOCUSED ON EXCELLENCE
流场模型
ADINA
流场单元的划分结果
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流场模型
ADINA
◇ 流体采用slight可压缩算法；
◇ 注意在材料参数中体积模量要指定真实值；
FOCUSED ON EXCELLENCE
流场模型
ADINA
◇ 流场采用FCBI方法；
◇ 缺省收敛残差为0.001，测试时可适当放大到 0.003~0.005(保证不影响收敛的情况下)；
FOCUSED ON EXCELLENCE
流场模型
ADINA
汽车悬置软垫参数计算
悬置软垫参数计算
发动机悬置软垫隔振效率的关键是如何根据已知的条件计算出减振器的固有频率，当减振器的固有频率一旦确定后，隔振效率也就随之而确定了。
所以说减振器的固有频率是最关键的参数。
根据无锡凯华减震器公司提供资料整理悬置软垫计算公式和步骤如下：
1、 确定悬置软垫隔振效率目标值：一般选取%95~%80=η
2、 计算传递率： η−=1A T
3、 选取合适的阻尼比ξ：07.0~05.0==C
C C ξ 一般选取0.06 注：C －阻尼系数 C C －临界阻尼
4、 根据以下公式求λ
2222222222)1(4]2)1(4[)1(42A
A A A A A A T T T T T T T −−−−+−−=ξξλ 5、 确认发动机扰动频率f ；
260τ
××=i
n f
n －发动机转速
i －发动机缸数
τ－发动机冲程
6、 根据公式n f f =
λ求解悬置软垫固有频率n f 7、 根据公式W
k g m k f n ×==
ππ2121求解悬置软垫在该载荷下静刚度参数k
m ：悬置承受载荷（Kg ）
8、天然橡胶动静刚度比：1.2～1.6 选取动静刚度比1.4。
9、根据已经计算出的额定负荷下软垫静刚度求解在额定负荷下
固有频率时的悬置动刚度。
汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计
上海交通大学硕士学位论文
摘 要
汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计
摘 要
汽车动力总成振动是汽车振动的主要激振源之一，对汽车的舒适性 和 NVH 特性有很大的影响。 设计合理的动力总成悬置系统可以减少振动 传递，提高乘坐舒适性。本文以国产某轿车为研究对象，对动力总成悬 置系统隔振性能进行了分析研究。本文的研究工作包括以下几个方面： 首先，运用拉格朗日方程，建立了动力总成悬置系统动力学方程。 根据试验所获得的模型参数，在 Matlab 和 ADAMS 软件环境中建立了六 自由度仿真模型。 其次，结合实车试验，验证了所建模型准确性，并从系统固有频率 配置及振动解耦角度分析了悬置系统的振动特性；根据实际条件，以提 高系统振动解耦率为目标，应用优化算法对动力总成悬置刚度参数进行 优化设计，通过仿真分析比较了优化前后的固有特性，结果表明优化有 效提高了系统固有频率配置合理性和系统振动解耦率。 最后，建立了动力总成-整车十三自由度动力学模型，其仿真结果表 明优化后悬置刚度参数能改善怠速隔振特性，所建立的模型可以作为悬 置系统优化设计的虚拟样机。 本文的研究结果表明优化设计后的悬置系统其隔振特性有了较大的 改进，所运用的研究方法对悬置系统的优化设计具有一定的指导意义。
k sf k sr csf csr
ϕ
xi yi zi i′ j ′ k ′ PjI q
C
广义坐标方向单位矢量 往复惯性力 ( N ) 二阶往复惯性力 ( N ) 六自由度系统质量矩阵 六自由度系统刚度矩阵 位置转移矩阵 十三自由度系统质量矩阵
T F
第
液压悬置性能与结构调整的关系..
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惯性通道的横截面积
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• 由上图可见，当惯性通道的横截面积增加时，动刚度、滞后角均下降，当 滞后角出现峰值时的频率增加。 • 这种结构改动由于改动比较简单，也不涉及橡胶主簧的改动，所以常被采 用来调整液压特性。
惯性通道的长度
• 惯性通道的长度即流道的长度，用L1表示。
K*(N/mm)
600 500 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 90
K* (N/mm)
45 40
Loss Angle
Axial Frequency (Hz)
15 20 25 30 35 40 45 50
35 30 25 20 15
10
5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Axial Frequency (Hz)
1.用于改善路面振动对动力总成的传递。 2.主要关注滞后角峰值和对应的频率，峰值一压悬置产品
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方形液压悬置（惯性通道—解耦膜式）
8 7
解耦膜 下流道 板
6
5 4 3 2 1
底板
皮碗 螺栓 上流道 板 限位杆 橡胶主 簧
液压悬置的液压特性
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低频，大振幅（PP2）液压曲线
400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 50
橡胶主簧刚度，液体比重，流量阻尼系数
10/12/2018 18
• 橡胶主簧刚度，液体比重，流量阻尼系数这3种调整与液压特性之间关系 如下。
• 增加橡胶主簧刚度，液阻悬置的动刚度增加而滞后角减少，滞后角出现峰值的频率增加。 • 当液体比重增加时，动刚度、滞后角均增加，当滞后角出现峰值时的频率下降。 • 当流量阻尼系数增加时，动刚度、滞后角均减少。流量系数的变化不影响滞后角出现峰值 时的频率。
1.液压系统参数对液压互联悬架动态响应的全局灵敏度分析_周兵
。 互联悬架与传统
系统的线性状态空间模型， 主要用于控制方法的对比 研究； Mace
［3 ］
悬架相比， 能在乘坐舒适性不受负面影响的前提下， 改 善车辆操纵性能， 实现对平顺性和操纵稳定性的协调 控制。根据互联悬架传力介质的不同， 可分为机械连 杆式、 空气式、 油气式、 液压式互联悬架。 液压互联悬 架作为一种新型的高级悬架系统， 是由安装于车轮与 车身之间的液压缸、 连接各液压元件的油管、 阻尼阀和 蓄能器组成。 近年来， 国内外学者对互联悬架开展了
为液压系统的阻抗阵。 对式（ 1 ） 和式 （ 2 ） 做拉普拉斯变换得频域内 综上， 机械与液压耦合系统的动力学方程为 ： ［ s2 M + s（ C － Ｒ1 AZ （ s） AＲ2 ） + K］ Y （ s ） = F2 （ s ） （ 6）
Fig． 1 Schematic of a halfcar roll mode with an hydraulically interconnected Suspension
阀的液压参数对加速度输出谱密度的影响， 通过排序 明确了其中哪些参数对系统的动态影响较大并作出分 析， 为液压互联悬架的优化提供了理论依据 。
1
四自由度液压互联悬架建模
四自由度半车防侧倾液压互联悬架的模型见图 1 ，
［6 ］
（ Ⅰ － 液压缸； Ⅱ － 阻尼阀； Ⅲ － 蓄能器； Ⅳ － 三向接头； Ⅴ － 油管） 图2 抗侧倾液压系统
第 23 期
周兵等： 液压系统参数对液压互联悬架动态响应的全局灵敏度分析
73
Sobol 法具有形式简单、 ＲSA、 FAST 等方法。其中， 计算 简便等优点， 是最具代表性的全局灵敏 度 分 析 方 法。 本文在四自由度液压互联悬架防侧倾模型的基础上， 采用 Sobol
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。
单斜臂式悬架刚度与阻尼特性设计计算与仿真
单斜臂式悬架刚度与阻尼特性设计计算与仿真胡甚林;陈辛波【摘要】基于空间机构理论中的坐标系变换方法,对单斜臂式悬架绕空间轴线旋转的斜臂进行了运动学分析,并详细推导了悬架等效刚度及阻尼系数与悬架弹性元件刚度和减振器阻尼系数之间的关系,得到了悬架等效刚度和阻尼系数特性在车轮弹跳过程中的变化规律,在此基础之上编写了计算程序用以方便地进行悬架设计的工作.为验证计算结果的正确性,采用虚拟样机技术建立了悬架结构模型进行仿真.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2010(021)014【总页数】5页(P1747-1751)【关键词】单斜臂式悬架;空间机构;坐标系变换;悬架等效刚度【作者】胡甚林;陈辛波【作者单位】同济大学,上海,201804;同济大学,上海,201804【正文语种】中文【中图分类】U463.330 引言单斜臂式悬架又称斜置单臂式独立悬架(semi-trailing arm suspension),是介于单横臂式悬架和单纵臂式悬架之间的一种悬架结构形式,单斜臂式悬架中车轮与制动器总成和斜臂固连在一起,因此适用于非转向轮桥或后轮驱动汽车的后桥上。
单斜臂悬架的斜臂围绕一根与汽车纵轴成一定夹角的空间轴线摆动,通过适当地布置斜臂旋转轴线的空间位置,可以对车轮上下弹跳时轮距、车轮外倾角、车轮前束角这些参数的变化规律进行调节以获取满意的车辆操控性能。
在20世纪80年代一些欧洲汽车制造商就已经将这种悬架形式用在后轮驱动轿车后桥上,并广泛出现在运动型轿车的设计中。
此种悬架是一种经典的轿车后悬架结构形式[1]。
由于单斜臂式悬架结构简单紧凑,并且弹簧和减振器布置空间上的自由度较大,使用在轮毂电机驱动的微型电动车上可以避免弹性元件与体积较大的轮边电机或减速器发生干涉所带来的布置上的难题。
一般悬架设计中常将悬架机构简化为平面机构进行受力分析与刚度阻尼计算,这种方法存在不够精确、无法准确揭示悬架等效刚度及阻尼系数在车轮弹跳过程中的变化规律的问题。
汽车动力总成典型橡胶悬置结构三向静刚度比的计算与实测
The Calculations and Measurements for the Static Stiffness ratio in Three Directions of Typical Vehicle PowertrainRubber MountsA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：Wu ZhipingSupervisor：Prof. Shangguan WenbinSenior Engineer Ye ZhigangSouth China University of TechnologyGuangzhou, China分类号：U463.1学校代号：10561学号：200620201508华南理工大学专业学位硕士学位论文汽车动力总成典型结构橡胶悬置三向静刚度计算分析方法的研究作者姓名：吴志平指导教师姓名、职称：上官文斌、教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：车辆工程研究方向：车辆设计理论与方法论文提交日期：2013年12月04日论文答辩日期：2013年12月01日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：叶志刚委员：邬晴晖赵学智李旻赵志刚摘要汽车在行驶的过程中，由路面不平度、发动机、传动系统等因素引起的振动严重影响汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性，随着消费者对汽车行驶性能提出进一步的要求，悬置系统在车辆减振方面的作用也越来越被人们认识到，无论从主机厂还是零部件商，对悬置系统的开发和设计都增加了重视。
如何开发和设计悬置系统已成为NVH工程师一项重要的工作内容，悬置系统的刚度特性和阻尼特性也已成为一套悬置系统设计好坏的重要评价标准。
本文选取了三种常用结构类型的橡胶悬置模型，对其进行结构及性能分析，并在三维软件，如UG中建立其数学模型，对所建立的数学模型进行有限元仿真分析，主要通过Hypermesh软件进行几何模型简化、网格划分及Abaqus软件进行后处理计算，得到各悬置在其局部坐标系下沿三个坐标轴方向的刚度值，并与测试值作比较，确定仿真分析方法的正确性。
液压悬置的结构规范[技巧]
![液压悬置的结构规范[技巧]](https://img.taocdn.com/s3/m/0c8f88c927fff705cc1755270722192e45365894.png)
动力总成液压悬置的结构规范动力总成液压悬置的结构规范1 范围本标准适用于各系列车型动力总成液压悬置的结构规范；本标准主要说明了动力总成液压悬置的结构规范,并假设输入的布置边界条件满足布置要求；2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
无3 术语和定义无4 目标液压悬置的结构目标：在5～20Hz的低频范围内，需具有高刚度、大阻尼的特性，可有效衰减因路面不平和发动机怠速燃气压力不均匀引起的低频大振幅的振动；而在20 Hz以上的频带范围内，需具有低刚度、小阻尼的特性，可降低车内噪声，提高汽车的操纵稳定性。
5 液压悬置的结构设计5.1液压悬置的研究分析因国内的液压悬置研究起步比较晚，目前液压悬置的设计方式主要以消化吸收国外同类轿车的悬置系统布置方式和研究现有悬置产品的动特性为主，然后根据参考样件进行参考设计；目前对参考样件的分析主要有以下两种方式：5.1.1试验分析液压悬置的试验包括悬置元件试验和内部组件试验。
悬置元件试验的目的是获得悬置在不同的激励频率和振幅下的三向动刚度和滞后角特性，为仿真分析的验证和悬置的优化设计提供数据参考。
组件试验的目的是分析单个组件在整个悬置元件中的作用，测试主要组件的特性参数值，如橡胶主簧的弹性系数kr，阻尼系数br，上、下液室体积刚度kv、kb和橡胶主簧的等效泵压面积Ap等。
5.1.2理论分析理论分析的是根据参考样件建立精确的仿真模型，在此基础上通过仿真计算分析液压悬置的动刚度、阻尼的频变特性和幅变特性，找出影响悬置动特性的关键设计参数，进而进行结构参数的优化匹配。
5.2液压悬置的分类液压悬置按控制方式可以分为被动悬置、半主动悬置和主动悬置三种。
半主动悬置和主动悬置在隔振降噪性能方面要优于被动悬置，但它们的结构比较复杂、成本较高、系统稳定性较差。
汽车设计思考题1
思考题1.汽车的制动能力？答：行车制动能力，用一定制动初速度和制动距离两项指标评定；驻坡能力是指汽车在良好路面上能可靠地停驻的最大坡度。
2.固定轴式变速器分类？答：固定轴式变速器又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。
3. 整车整备质量？答：整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。
4. 转向操纵轻便性的评价指标？答：通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。
5.试分析X型制动分路系统的特点及适用的车型？答：直行制动时任一回路失效，剩余总制动力都保持正常值的50%。
但是，一旦某一管路损坏造成制动力不对称，此时前轮将朝制动力大的一边绕主销转动，使汽车丧失稳定性。
因此，这种方案知用于主销偏移距负值（达20mm）的汽车上。
这时，不平衡的制动力使车轮反抽转动，改善了汽车稳定性。
6.公路车辆法规规定的单车外廓尺寸？答：公路车辆法规规定的单车外廓尺寸：长不应超过12m；宽不超过2.5m；高不超过4m。
7.转向器的效率定义与表达式？答：功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号η+表示，η+=（P1-P2）/P1；反之称为逆效率，用符号η－表示η－=（P3-P2）/P3。
式中，P2为转向器中的磨擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。
8.变速器换挡机构形式？答：变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。
9. 离合器的主要功用？答：离合器的主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证将发动机与传动系平顺地接合与分离。
10. 发动机的悬置结构形式及特点？答：发动机的悬置结构形式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。
传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角θ的特性曲线基本上不随激励频率变化。
液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。
《液阻悬置》第3章 汽车橡胶减振元件弹性特性的有限元分析
第三章汽车橡胶减振元件弹性特性的有限元分析3.1前言作为一种工程材料,橡胶具有良好的弹性,在负载结构支承、弹簧、密封件、减振衬套、法兰接头及轮胎等领域得到广泛应用。
现代汽车上应用的橡胶元件达600种之多，它们起着各种不同的作用，对其性能的要求也不相同。
对于起减振作用的橡胶元件，主要对其静、动刚度有一定的要求，以保证其承载和减振性能。
汽车上广泛使用的橡胶减振部件有轮胎、发动机支承、车身支承、悬架的橡胶衬套、传动轴支承以及排气管支承等，它们的静、动态力学特性对汽车的操纵稳定性、平顺性和耐久性具有十分重要的影响。
对这些具有高性能和高可靠性要求的橡胶部件，在设计开发阶段应对其进行详细的力学分析。
对于橡胶隔振器，当其为规则的形状时，可利用有关公式[38,39]计算其静刚度。
橡胶的性能非常复杂,不能像金属那样用相当少的几个参数(如弹性模量和泊松比)就可以描述。
就材料特性和几何特性来说,橡胶是非线性的。
橡胶的力学性能对温度、环境、应变历史、加载速率和应变率的影响较敏感,生产工艺和添加剂(如添加炭黑的多少和种类)对橡胶的力学性能也有重要影响[40]。
为描述橡胶的力学性能(特别是弹性性能),曾经提出过许多理论模型,但是除几种几何形状和最简单承载的情况外,现有模型的解析解也十分复杂。
因此，在早期的橡胶产品的开发中，大多采用反复试验修正的方法。
自70年代中后期以来，由于计算机的飞速发展和普及,以及橡胶本构关系研究的进展，特别是有处理超弹性体材料能力的有限元分析程序(如ABAQUS[41]、MARK[42]、ADINA[43]等)的出现，为工程应用中进一步研究、认识、理解和优选橡胶类材料提供了有效的方法。
目前对橡胶元件的有限元分析，主要在其静力学特性的分析和优化上[44-49]。
本章论述了建立橡胶超弹性特性本构关系时实验数据的获取方法，并对利用不同橡胶本构模型时拟合得到的实验数据进行了分析。
讨论了在进行橡胶有限元分析时单元的选取原则。
汽车设计习题集及答案
汽车设计习题集第一章汽车总体设计一、问答题1.什么叫概念设计？在此阶段应完成什么工作？课本3答：是指从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制概念样车等一系列的全过程2.指出汽车设计的基本要求。
课本2答：1.汽车的各项性能、成本等，要达到企业在商品计划中所确定的目标。
2.有关遵守和贯彻有关的法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。
3.尽最大可能去贯彻三化：设计标准化、零部件通用化、产品系列化。
4.进行有关运动学方面的效核。
5.拆装与维修方便。
3.简述汽车新产品开发的流程？课本3答：规划阶段、开发阶段、生产准备阶段、生产阶段4.设计任务书包括哪些内容？5答：（1）可行性分析，其内容包括市场预测，企业技术开发和生产能力分析，产品开发的目的，新产品的设计指导思想，预计的生产领和产品的目标成本以及技术经济分析等。
（2）产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数。
（3）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数；标准化、通用化（4）国内、外同类汽车技术性能的分析和对比。
（5）本车拟采用的新技术、新材料和新工艺。
5.简述发动机的悬置结构形式及特点? 9答：发动机的悬置结构形式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。
传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角θ的特性曲线基本上不随激励频率变化。
液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。
6.整车布置中有几条基准线（零线），它们各是什么尺寸的基准线？36答：五条1.车架上平面线——垂直方向的基准线2.前轮中心线——纵向尺寸的基准线3.汽车中心线——横向尺寸的基准线4.地面线——是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙等尺寸的基准线5.前轮垂直线——是标注汽车轴距和前悬的基准线。
7.简要回答汽车轮距的大小会对汽车产生哪些影响？单就货车而言，如何确定其前后轮距？答：汽车轮距的大小会对汽车总质量、最小转弯直径、侧倾刚度产生影响。
阻尼系数的计算公式
阻尼系数的计算公式阻尼系数是一个在物理学和工程学中经常会碰到的概念，特别是在涉及振动和波动的领域。
那阻尼系数的计算公式到底是怎样的呢？咱们先来说说阻尼系数是啥。
简单来讲，阻尼系数就是用来描述一个振动系统中能量耗散快慢的一个量。
比如说，你拿一根弹簧挂个重物，让它上下振动，要是没有阻尼，它能一直振个不停。
但现实中呢，因为有空气阻力啊、摩擦啊这些因素，振动会慢慢减弱直到停下来，这里面起作用的就是阻尼。
阻尼系数的计算公式，常见的有这么几种。
比如说在简谐振动中，阻尼系数通常用符号“γ”表示，它可以通过系统的振动频率和衰减率来计算。
假设一个振动系统的振动方程是：$x(t) = A e^{-\gamma t}\cos(\omega t + \varphi)$ ，其中 A 是振幅，ω 是角频率，φ 是初相位。
如果我们观察到这个振动的振幅在单位时间内减小的比例是固定的，比如说每经过一个时间间隔 T，振幅就变为原来的 1/e 倍（e 是自然常数），那么阻尼系数γ就可以计算出来啦。
我记得之前在给学生们讲这个知识点的时候，有个小家伙特别较真儿。
他就一直问我：“老师，这阻尼到底是咋来的呀？为啥就有个系数呢？”我就跟他说：“你想想看啊，你骑自行车的时候，要是没有刹车，车能一直跑，但是你一捏刹车，车是不是就慢慢减速了？这刹车的作用就类似于阻尼。
而阻尼系数呢，就像是刹车的力度大小。
”这小家伙似懂非懂地点点头，然后又开始琢磨去了。
再比如说在电学系统中，阻尼系数也有相应的计算方式。
在一个包含电阻、电感和电容的电路中，如果发生了振荡，阻尼系数就和电阻、电感、电容的值有关系。
总之呢，阻尼系数的计算公式会根据具体的物理情境和系统而有所不同，但核心都是为了描述系统中能量耗散的快慢程度。
学习阻尼系数的计算公式，可不仅仅是为了应付考试，在实际生活中也有很多用处呢。
比如说在汽车的减震系统设计中，工程师们就得考虑阻尼系数，让车子行驶起来更平稳舒适；在建筑结构的设计中，也要考虑阻尼系数，确保大楼在地震等外力作用下能够保持稳定。
发动机液压悬置隔振技术
减速等过程中因发动机输出扭矩波动引起的动力总成低 频振动；悬置应在7～12Hz范围内具有较大阻尼，以迅速 衰减因路面、轮胎激励引起的动力总成的低频振动，悬 置应在25Hz附近具有较低的动刚度，以衰减怠速振动， 悬置在高频范围内（>50Hz），具有小阻尼、低动刚度特 性，以降低振动传递率，提高降噪效果。 从上述看到，对发动机悬置的要求很复杂，有些要 求之间互相矛盾。仅传统橡胶悬置是无法满足这一要求 的，液压悬置较好的满足了这一要求。
结构分析
弹性支承部分 液压减振部分 液压悬置的密封
工作原理
当橡胶主簧承受动态载荷上下运动时，产生类似于活塞的泵吸作用。当 液压悬置受到低频、大振幅的激励时，如果橡胶主簧被压缩，上腔体积减小， 压力升高，迫使液体流经惯性通道被压入下腔；如果橡胶主簧被拉伸，上腔 体积增大，压力减小，下腔内液体流经惯性通道被吸入上腔。这样，液体经 惯性通道在上、下腔之间往复流动。当液体流经惯性通道时，惯性通道内液 柱惯性很大，在惯性通道的出、入口处为克服惯性通道内液柱的惯性损失了 大量的能量，称之为 “惯性能量损失”。它使得液压悬置能很好地耗散振 动能量，从而达到衰减振动的目的。 由于橡胶主簧有一定的体积刚度，在压力增加时，会膨胀变形，占用一 部分液体体积；同时，有一小部分液体经解耦通道、补偿孔流入下腔，这两 个旁流对低频大振幅振动时的惯性能量损失有一定的负影响。 在高频小振幅的激励下，惯性通道内液柱的惯性很大，液柱几乎来不及 流动。此时，由于解耦盘在小变形时刚度特别小，解耦通道内的液柱与解耦 盘高速振动，上下腔的压力克服解耦通道内液柱的惯性力而使得液柱具有的 动能在解耦通道的入口和出口处被损失掉了。从而可以降低液压悬置高频动 刚度，消除动态硬化。
液压悬置的静、动特性
解耦盘—惯性 通道式液压悬置如 下图所示。特性实 验是在吉林工业大 学测试中心引进德 国SCHENCK公司 生产的高频电液伺 服激振系统上进行 的。测定了液压悬 置的静刚度、动刚 度和损耗角。试验 温度为15～20°C。
4 汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
由于橡胶悬置的动刚度和滞后角在低频范围内(0～20 Hz)变化 不大, 在对悬置系统I 进行动态特性的分析时, 各个悬置在局
部坐标系下的动刚度取其静刚度的1.3倍, 滞后角取6°
3.1 路面位移激励下, 动力总成质心位移与 悬置动反力的幅频响应
在路面单位垂直位移的激励下, 公式(14) 中的EF = 0。悬置 系统I, II 的动力总成质心位移幅频特性见图 若液阻悬置主要用于控制动力总成在垂直方向的位移, 其滞后角峰值大小的选取原则为: 在路面单位垂直位移 的激励下, 动力总成垂直方向位移幅频特性的峰值应小
引 言
• 将悬置系统简化为一个6自由度的模型, 利用该模型 研究了如何利用液阻悬置控制动力总成在垂直方向和 绕曲轴扭转方向的振动。但6自由度模型及提出的计 算方法过于简单, 不能用于实际动力总成悬置系统的 振动控制设计。尽管实验已证明了液阻悬置可以有效
地控制动力总成的低频振动, 却鲜有液阻悬置在动力
Mobility（动刚度）目标值的确定
• 根据Benchmark的数据 • 根据隔振效果的要求 • 根据隔振垫（悬置）的动刚度
• 动刚度/Mobility反映连接界面点的局部动态 特性
• 在有隔振要求的连接界面上，两边的金属 部件的动刚度越大，隔振橡胶动刚度相对 越小，力的传递隔离效果越好－－但同时 必须考虑橡胶刚度太小导致的位移过大问 题
有较好的隔振效果
Mobility与隔振
若悬置非常软， j K 0， Mk K Mb M p TR 0 Mb M p 没有力的传递完全隔振 但动力总成无法安装
动力总成 悬置
车身
Mobility与隔振
• 当悬置的动刚度远小于车身和动力总成连接处的 动刚度时，可以有效隔振 • 或者说：当悬置的Mobility远大于车身和动力总成 连接处的Mobility时，可以有效隔振