车辆悬架中高频振动传递分析与橡胶衬套刚度优化_陈无畏

四自由度汽车振动影响分析

四自由度汽车振动影响分析一、汽车振动问题分析汽车振动的分析研究是为了提高汽车平顺性，汽车平顺性是指汽车过程中能保证乘员不致因车身振动而引起不舒适和疲乏感觉，以及保持运载货物完整无损的性能。汽车平顺性是影响汽车乘坐舒适性的重要原因，而平顺性的主要就是依靠汽车减振来保证，汽车振动日益成为汽车研发和性能提高的关键所在。在了解了汽车振动的危害之后，就需要人们研究振动问题，掌握振动机理，消除振动带来的不利影响，利用振动规律指导汽车的研发。汽车振动所要研究的问题主要有路面等级对汽车振动影响、车速对汽车振动影响、悬架参数对汽车振动影响。二、汽车四自由度系统建模图2.1四自由度汽车模型考虑汽车纵向角振动时悬架对车身激振影响就必须至少将汽车振动系统简化为如图所示的一个四自由度平面振动模型。在这个振动模型中，要求车辆相对于纵垂面完全对称，并且左右车轮下的路面不平度完全一样，则认为车辆是在纵垂面上振动。把车身简化为质量为m，绕质心的转动惯量为觉得平面刚体；把前后车轴（包括轮胎）的质量简化为二个质量点m1，m2；前后悬架刚度为左右两侧刚度之和用k1，k2表示，而前后悬架减震器的阻尼系数为左右两侧之和用c1，c2表示：kt1和kt2为轮胎刚度，ct1，ct2为轮胎阻尼，它们也为两侧之和。

为了研究悬架与车身连接点处悬架振动对车身的激励，必须首先列出整个振系的振动微分方程组。为此根据分析动力学中的粘滞阻尼力的拉格朗日方程： . ..Z Z Z Z R U T T dt d ??- =??+??-? ??? ? ????)1.2( 式中：T ——振动系统的总动能； U ——振动系统的总位能； R ——振动系统的总耗散函数；对四自由度平面振动模型其总动能为： 2.2 22.112.2.2 1 212121z m z m J z m T +++=θ)2.2( 总位能为： 22222111222211)(21 )(21)(21)(21q z k q z k z b z k z a z k U t t -+-+-++--= θθ )3.2( 总耗散能为： 2 .2.222 .1.112...22...1)(21)(21)(21)(21q z c q z c z b z c z a z c R t t -+-+--+--=θθ )4.2( 将三式代入拉格朗日方程求出系统振动的微分方程组整理成矩形式为： . . .. Q C Q K KZ Z C Z M t t +=++)5.2( 其中： ?? ??? ?? ?? ???=2100 0000000000m m J m M ?? ??? ?? ?????+--+--++---+-+=2222 1 111212 2 2121 21212 10 0t t k k b k k k k a k k b k a k b k a k b k a k k k b k a k k k K

橡胶衬套工艺

一、衬套的简介在运动部件中，因为长期的磨擦而造成零件的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损，当轴套或衬套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换轴或座的成本，一般来说，衬套与座采用过盈配合，而与轴采用间隙配合，因为无论怎么样还是无法避免磨损的，只能延长寿命，而轴类零件相对来说比较容易加工；也有一些新的设计人员不喜欢这样设计，认为这样是在制造的时候增加成本，但经过一段时间使用后，维修时还是要按这种方法改造，但改造容易造成设备的精度降低，原因很简单，二次加工是无法保证座孔中心的位置的补充一些，轴套在一些转速较低，径向载荷较高且间隙要求较高的地方（如凸轮轴）用来替代滚动轴承（其实轴套也算是一种滑动轴承），材料要求硬度低且耐磨，轴套内孔经研磨刮削，能达到较高配合精度，内壁上一定要有润滑油的油槽，轴套的润滑非常重要，干磨的话，轴和轴套很快就会报废，这里推荐安装时刮削轴套内孔壁，这样可以留下许多小凹坑，增强润滑衬套和轴套是根据不同的工矿条件选用不同的型号。二、衬套的选型因素衬套的使用范围大，种类也比较多，要选择合适的衬套，就必须考虑它的使用目的，不同的工况选择不同型号的衬套。衬套选型中主要考虑的条件是衬套需承受的压力、速度、压力速度乘积及载荷性质。另外，衬套是否有润滑、润滑的状态也决定了它的使用效果和寿命。三、衬套的特点 IKO微小型直线衬套轴承是边与轴进行转动，接触边朝轴的方向进行无限直线运动，且轴径尺寸为3~5mm的极小型直线运动导向机。特点为：

1、低摩擦阻抗：钢珠可因保持器的正确导向，以极小的摩擦阻抗进行稳定的直线运动。 2、不锈钢制：亦提供不锈钢系列，适合耐蚀性需求的用途。 3、精巧的设计：尺寸极小，可设计于精巧的机械设备中。 4、丰富的变化：除了标准型外，还有系列化的高刚性长型，可依照用途选择.。四、衬套的加工工艺晋升泰精密（深圳）有限公司

橡胶衬套工艺

橡胶衬套工艺 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

一、衬套的简介在运动部件中，因为长期的而造成零件的磨损，当轴和孔的间隙磨损到一定程度的时候必须要更换零件，因此设计者在设计的时候选用硬度较低、耐磨性较好的材料为轴套或衬套，这样可以减少轴和座的磨损，当轴套或衬套磨损到一定程度进行更换，这样可以节约因更换轴或座的成本，一般来说，衬套与座采用配合，而与轴采用，因为无论怎么样还是无法避免磨损的，只能延长寿命，而轴类零件相对来说比较容易加工；也有一些新的设计人员不喜欢这样设计，认为这样是在制造的时候增加成本，但经过一段时间使用后，维修时还是要按这种方法改造，但改造容易造成设备的降低，原因很简单，二次加工是无法保证座孔中心的位置的补充一些，轴套在一些转速较低，径向载荷较高且间隙要求较高的地方（如凸轮轴）用来替代滚动轴承（其实轴套也算是一种滑动轴承），材料要求硬度低且耐磨，轴套经研磨刮削，能达到较高配合精度，内壁上一定要有润滑油的，轴套的润滑非常重要，干磨的话，轴和很快就会报废，这里推荐安装时刮削轴套内孔壁，这样可以留下许多小凹坑，增强衬套和轴套是根据不同的工矿条件选用不同的型号。二、衬套的选型因素衬套的使用范围大，种类也比较多，要选择合适的衬套，就必须考虑它的使用目的，不同的工况选择不同型号的衬套。衬套选型中主要考虑的条件是衬套需承受的压力、、压力速度乘积及性质。另外，衬套是否有润滑、润滑的状态也决定了它的使用效果和寿命。三、衬套的特点 IKO微小型直线衬套轴承是边与轴进行转动，接触边朝轴的方向进行无限运动，且轴径尺寸为3~5mm的极小型直线运动导向机。特点为： 1、低摩擦阻抗：钢珠可因保持器的正确导向，以极小的阻抗进行稳定的直线运动。 2、制：亦提供不锈钢系列，适合耐蚀性需求的用途。

车辆悬架振动分析

车辆悬架系统振动研究概述关键词：振动悬架摘要：本文简单介绍了车辆振动的相关知识，对其做了简明的分析，由于篇幅有限故只重点介绍了与车辆悬架相关的知识。根据不同结构悬架的特点，分别介绍与其相关的振动研究内容和成果。引言悬架系统是提高车辆平顺性(乘座舒适性)和安全性(操纵稳定性)、减少动载荷引起零部件损坏的关键,。自70年代以来,工业发达国家开始研究基于振动主动控制的主动/半主动悬架系统。引入主动控制技术后的悬架是一类复杂的非线性机、电、液动力系统,其研究进展和开发应用与机械动力学、流体传动与控制、测控技术、计算机技术、电子技术、材料科学等多个学科的发展紧密相关。为此，关于车辆悬架系统振动的研究比较困难，但是其又具有十分重要的实际意义。一、车辆悬架系统简介悬架系统的作用主要是连接车桥和车架,传递二者之间的作用力和力矩以及抑制并减少由于路面不平而引起的振动,保持车身和车轮之间正确的运动关系,保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。悬架系统一般由弹性元件、减振器和导向装置等组成。其中,弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷,缓冲并抑制不平路面所引起的冲击。按弹性元件分类包括钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架以及气体弹簧悬架。钢板弹簧是1根由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的近似等强度的弹性梁,多数情况下由多片弹簧组成。多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用,可以不装减振器而用于货车后悬架。螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成,常用于各种独立悬架。其特点是没有减振和导向功能,只能承受垂直载荷。扭杆弹簧本身是1根由弹簧钢制成的杆,一端固定在车架上,另一端固定在悬架的摆臂上。气体弹簧是在1个密封的容器中冲入压缩气体,利用气体可压缩性实现弹簧的作用。气体弹簧具有理想的变刚度特性。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧2种。

衬套刚度对扭力梁悬架模态分布影响研究

V ol 35No.6 Dec.2015 噪声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第35卷第6期2015年12月文章编号：1006-1355(2015)06-0047-05 衬套刚度对扭力梁悬架模态分布影响研究范大力，董大伟，丁渭平，苏瑞强，唐子（西南交通大学机械工程学院，成都610031）摘要：为分析和解决汽车扭力梁悬架系统振动引致的整车NVH 问题，建立施加约束边界的悬架系统有限元模型并计算其系统模态。为了更确切地模拟悬架橡胶衬套在实际工作状态下所表现出的动态刚度特性，在有限元建模中提出一种衬套动刚度的当量方法，并结合试验验证阐明该方法的正确性。基于验证后的模型，以衬套刚度为影响因素，对悬架系统的低阶模态频率进行灵敏度分析，并讨论衬套刚度约束方向与模态振型之间的联系，最终揭示出衬套刚度对系统模态分布的影响规律。关键词：振动与波；扭力梁悬架；橡胶衬套；动态刚度特性当量化；模态分布中图分类号：U463.3 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2015.06.010 Research on the Effect of Bushing Stiffness on Modal Distribution of Torsional Beam Suspension F AN Da-li ,DON G Da-wei ,DING Wei-ping ,SU Rui-qiang ,TANG Zi （College of Mechanical Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China ） Abstract :In order to analyze and solve the vehicle ’s NVH problem caused by the vibration of torsional beam suspension system,the finite element model of the suspension system was established and its modals were calculated.To simulate the dynamic stiffness characteristic of suspension rubber bushings accurately in the actual working condition,an equivalent method for the dynamic stiffness computation of the bushings was put forward in the modeling.Then,the validity of this method was verified by modal experiment.Based on the validated model,the bushing stiffness was selected as the influencing factor for sensitivity analysis of the low order modal frequency of the suspension system.And the relation between the constraint direction of the bushing stiffness and mode shapes was discussed.The influence law of the bushing stiffness on the modal distribution of the suspension system was revealed. Key words :vibration and wave ;torsional beam suspension ;rubber bushing ;equivalence of dynamic stiffness ;modal distribution 扭力梁悬架属于半独立悬架，目前广泛应用于前置前驱类中低档乘用车[1]。悬架系统将路面激励传递至车身，其自身动态特性对整车NVH 性能影响较大[2]。悬架系统模态分布反映其内在动态特性，是其动态行为的基础。目前已有学者对扭力梁悬架的自由模态进行研究[3]，而对于在有限元软件中如何施加悬架系统的约束边界尚缺乏有效的指导原则，使整车约束状态下的有限元建模与计算分析的效率及收稿日期：2015－05－25 作者简介：范大力（1991－），男，四川绵阳人，研究生，主要研究方向：汽车NVH 技术。E-mail:fdl427@https://www.360docs.net/doc/de4273542.html, 通讯作者：董大伟（联系人），男，博士生导师。 E-mail:dwdong@https://www.360docs.net/doc/de4273542.html, 精度难以保证。橡胶衬套作为扭力梁悬架重要组成部件及与车身相连的约束边界，传统CAE 建模通常将其等效为六个自由度上的线性弹性约束，并赋予其各向静刚度值[4]。然而悬架系统在汽车行驶状态下受到来自路面的动态激励，使衬套表现出动态刚度特性，即其刚度值随激励频率的不同而变化。目前，已有LMS.Motion 软件给出了一套将动刚度曲线直接导入的处理方法，但该方法尚难以推广到主流的有限元平台软件中，如Hyper Work 、ANSYS 等。因此，如何在有限元软件中实现衬套的动态刚度特性表达，从而使之更贴合实际值得研究。工程应用中常采用调整刚度的方法改变系统模态分布，目前已有学者讨论了传动系部件刚度对其扭振模态的影响[5，6]。衬套刚度特性对悬架系统模态分布的影响同样值得研究。基于试验验证的有限元模型，讨论悬架衬套刚度对系统模态分布的影响

车辆悬架中高频振动传递分析与橡胶衬套刚度优化

2011年10月农业机械学报第42卷第10期车辆悬架中高频振动传递分析与橡胶衬套刚度优化 * 陈无畏李欣冉陈晓新王磊（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009）【摘要】利用ADAMS 与NASTRAN 软件建立了某微型轿车整车刚柔耦合动力学模型。通过ADAMS /Vibration 模块建立虚拟激振台，分析悬架在路面中高频段激励下的振动响应与传递特性。从提高悬架隔振性能的角度出发，分析了底盘/悬架系统中副车架、扭转梁和橡胶衬套对整车振动的影响。采用ADAMS 中的DOE 技术对悬架系统中几个主要连接衬套的刚度进行灵敏度分析，在ADAMS /Insight 中对衬套刚度进行优化，通过改变衬套刚度提高整车振动性能。仿真结果显示，地板处的垂向加速度均方根值在整个研究频率范围内由477.9mm /s 2 降至454.2mm /s 2 ，降低了5%。关键词：车辆悬架中高频激励振动传递特性橡胶衬套优化中图分类号：U461.4；U463.33文献标识码：A 文章编号：1000- 1298（2011）10-0025-05Middle-high Frequency Vibration Transfer Analysis of Vehicle Suspension and Optimization of Rubber Bushings Chen Wuwei Li Xinran Chen Xiaoxin Wang Lei （School of Mechanical and Automobile Engineering ，Hefei University of Technology ，Hefei 230009，China ） Abstract Based on ADAMS and NASTRAN ，a rigid-flexible coupling dynamic full vehicle model was established．A virtual test rig was also built up by using ADAMS /Vibration to analyze the vibration responses and transfer characteristics of the suspension system motivated by middle-high frequency road excitations．To improve the vibration isolation capability of the suspension system ，the effects of the subframe ，twist beam and rubber bushings of the chassis /suspension system with the vehicle vibration was analyzed．Finally ，through adopting the ADAMS /Insight DOE technology ，the researchers proposed the sensitivity analyses of several key rubber bushing stiffness ，and the optimization of the bushing in the environment of ADAMS /Insight．By changing the bushing stiffness ，the vibration performance of the vehicle was improved．Simulation results indicated that the vertical acceleration root mean square （RMS ）decreased from 477.9mm /s 2to 454.2mm /s 2，by 5%in the whole research frequency spectrum． Key words Vehicle ，Suspension ，Middle-high frequency excitation ，Vibration transfer characteristics ，Rubber bushings ，Optimization 收稿日期：2010-10-21修回日期：2011-05-25*国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2006AA110101）和国家自然科学基金资助项目（51075112）作者简介：陈无畏，教授，博士生导师，主要从事车辆振动与噪声控制、车辆控制技术研究， E-mail ：cww@mail．hf．ah．cn 引言悬架是汽车底盘系统的主要组成部分，作为路面激励通过轮胎传递到车身的过渡环节，能缓冲和吸收来自路面的振动，对整车的噪声、振动与舒适度（NVH ）等性能有很大影响。文献［1 2］主要是利用多体动力学的方法，在ADAMS 中建立整车多刚体动力学模型，实现了虚拟样车在软件三维路面上的行驶，并且对汽车的平顺性进行仿真与分析。在此基础上，对前、后悬架的弹簧刚度和减振器阻尼等主要参数进行优化匹配，取得了不少成果。路面不平度和动力总成是汽车NVH 的主要激

橡胶衬套对悬架弹性运动与整车转向特性影响的研究

橡胶衬套对悬架弹性运动与整车转向特性影响的研究发表时间：2017-10-12T11:24:39.920Z 来源：《建筑科技》2017年9期作者：王湾湾于保硕宋坤昊[导读] 装配合适的橡胶衬套有助于车身灵敏度的提高、车身靭性的加强、车身异响的消弱等，即对整车性能综合分析研究具有重要的作用。河北御捷车业有限公司河北邢台 054800 摘要：橡胶衬套的防振性能主耍和装配出现松矿、自身破裂老化等有关，非正常的橡胶衬套将直接导致错误的轮胎定位，致使异常的轮胎磨损，甚至在某些位置与车架直接接触后引起异响，装配合适的橡胶衬套有助于车身灵敏度的提高、车身靭性的加强、车身异响的消弱等，即对整车性能综合分析研究具有重要的作用。关键词：橡胶衬套；悬架弹性；整车转向特性；影响研究 1研究背景及意义 1.1研究背景橡胶工业从1839年美国人-固特异发明硫化法至今已170多年,期间,英国人邓禄普在1887年发明了充气橡胶轮胎,成为推动橡胶工业发展的重要基石⑴;相应的其它橡胶部件也陆续被大量应用到了机械工业产品中,尤其是各种交通工具如航空器?轨道车辆?及地面车辆等,主要应用目的是防振?工业上的防振檢胶最早出现在1932年,金屈与橡胶的粘结强度和可靠度在当吋已达到非常成功的水准?以1937年以后的F丨本为例,防振橡胶首先被应)H到了螺旋菜飞机的发动机支架上,之后随着在战期积絮起来的橡胶防振技术,于1946年?1947年分别被应用到了卡车?公共汽车上,1951年以后又被应用到机车车辆的转向架上,1955年以后日本轿车工业步入正轨后,防振橡胶真正被得到极大应用[2]?我国的橡胶工业在1949年后迅速发展,特别是改革开放进入21世纪后,橡胶部件的产量已步入世界生产大国之列? 2车用防振橡胶部件的构成与应用防振的本质是减少或消除源振动,但又不可能完全消除,必须考虑采用其他振动控制措施,即使用各种防振部件,特别是防振橡胶部件,包括NR天然胶以及PUR聚氨酷等弹性材料都可作为车用的防振橡胶?其选用原则一般是:发动机悬置或悬架衬套等使用天然胶?顺丁或丁苯胶;耐油性零部件如油管支架等使用丁腈胶;耐候性零部件如球销衬套等使用氯丁胶;有耐热性要求的排气消声管吊耳等使用三元乙丙胶;阻尼性要求大的使用丁基胶;减震器支架等一般使用聚氨醋?车用防振橡胶部件在实际使用时通常是带有刚性圈的零件,起到连接与支撑作用,同时也会影响防振檢胶的减振性能?对于车用防振檢胶中的刚性圈,使用的主要材料有招合金?合金钢或工程塑料等?以工程塑料为例,其材料特点是:一定的聚合特性?强度与硬度低?密度小?温度依赖性较强,相应原材料在使用吋一般需加入固化物和填充材料,例如将20%ˉ40%的玻璃纤维加到常用的PA66塑料中,主要用在如悬架衬套和副车架支撑等的外刚性圈上,本文将要研究的麦弗逊悬架舒适性橡胶衬套使用的正是此种材料?具有较小密度的铅合金在车辆中使用广泛,常用结构为热乱或冷乳类的冲压板材?冷拔管材?铸造或锻压件等? 3橡胶衬套刚度对悬架运动学特性的影响运用ADAMS/CAR分析不同衬套刚度的悬架运动学特性,可知:当水平或垂直衬套刚度增加到两倍,或同时增加到两倍时,悬架系统的运动学特性基本上没有发生变化;当水平或者垂直衬套刚度增加到5倍,或者同时增加到5倍时,悬架系统的运动学特性的变化仍然很小。当水平或垂直衬套刚度减小50%,或者同时减小50%时,悬架系统的运动学特性稍有变化;当水平或者垂直衬套刚度减小80%,或者同时减小80%时,悬架系统的运动学特性的变化相当明显。 3.1影响整车操纵稳定性的机理悬架橡胶衬套弹性变形对整车操纵稳定性影响的机理可从整车横向运动的双轨模型!’。]加以分析。图1为考虑束角变化的车辆双轨运动，其中示、尽为前悬架左、右车轮转向角，fl.fr.rfr:分别为前、后悬架左、右车轮初始束角，r为后悬架运动和衬套弹性变形引起的左、右车轮束角的增量,α1l、α1r、α2l、α2r为前、后悬架左、右轮胎弹性侧偏角,所有角度均取逆时针方向为正。汽车绕瞬心O′以横摆角速度dψ/dt 转动,前、后悬架的左、右轮瞬时速度矢量u1l、u1r、u2l、u2r与车辆纵轴线的夹角可由车辆坐标系纵轴ox相对基础坐标系OX轴的横摆角ψ和汽车质心侧偏角β表示为

橡胶衬套刚度对悬架特性的影响_高晋

第40卷　第2期吉林大学学报(工学版) 　Vol .40　No .22010年3月 Journal o f Jilin Unive rsity (Engineering and Technolo gy Edition ) 　M ar .2010 收稿日期:2009-04-13. 基金项目:吉林省科技发展计划重点项目(20040332-2). 作者简介:高晋(1982-),男,博士研究生.研究方向:汽车系统动力学.E -mail :w rdbbnr @https://www.360docs.net/doc/de4273542.html, 通信作者:宋传学(1959-),男,教授,博士生导师.研究方向:汽车系统动力学.E -mail :so ng chx @https://www.360docs.net/doc/de4273542.html, 橡胶衬套刚度对悬架特性的影响高　晋,宋传学 (吉林大学汽车工程学院,长春130022) 摘　要:对ADAMS /Car 中衬套刚度的计算进行了说明,在此基础上建立了一个双横臂悬架的刚弹耦合模型。通过ADAM S /Insight 对各个衬套的刚度进行灵敏度分析,分析了衬套刚度的变化对车轮定位参数和悬架刚度的影响,得出车轮定位参数随橡胶衬套刚度变化的规律。选取刚度变化对车轮定位参数影响较大的衬套力比例因子作为设计变量,选取车轮外倾角、前束、主销内倾角、轮距为优化目标,对不同的衬套取不同的比例因子,通过ADAM S /Insight 自动完成设计的空间组合,并进行仿真计算。根据目标函数对设计空间过滤,最终达到对车轮定位参数的优化设计。关键词:车辆工程;汽车悬架;橡胶衬套;灵敏度分析;衬套刚度中图分类号:U463.33 文献标志码:A 文章编号:1671-5497(2010)02-0324-06 Influence of rubber bushing stiffness on suspension performance GAO Jin ,SONG Chuan -x ue (College of Automotive Engineering ,J ilin University ,Changchun 130022,China ) A bstract :The calculation o f bushing stiffness w as introduced in the softw are ADAMS /Car ,and based on it a rigid -flex co upling model w as built for the automo tive do uble wishbo ne suspension sy stem .The sensitivity analy ses of the siffness of different rubber bushings were do ne by the softw are ADAM S /Insig ht ,and the influences o f the rubber bushing stiffne ss on the w heel alig nment pa rameters and the suspensio n stiffness w ere analy zed ,and the chang e patte rns of the w heel alig nment paramete rs versus the rubber bushing stiffness we re o btained .Taking the scale factors of the bushing forces that affects significantly on the w heel alignment parameters as the desig n variables ,the camber angle ,the toe ang le ,the kingpin inclinatio n ang le and the w heel track as the optimization targ ets ,fo r the different scale facto rs of different bushings ,the w o rkspaces we re achieved automatically by ADAM S /Insight ,and the sim ulating calculatio n w as performed .The w heel alig nment parameters w ere o ptimized by filtering the w orkspaces acco rding to the targ et functions . Key words :vehicle engineering ;auto motive suspensio n ;rubber bushing ;sensitivity analysis ;bushing stiffness 为了衰减汽车高速行驶引起的振动和冲击,现代汽车悬架系统越来越多地采用橡胶衬套 [1] , 主要利用橡胶的弹性变形减缓机构中难以避免的运动干涉。悬架的弹性运动产生于橡胶衬套的变

汽车悬挂系统的振动模态分析

汽车悬挂系统的振动模态分析一、问题描述一个简单的汽车系统如图1所示，若将其处理成平面系统，可以由车身(梁)、承重、前后支撑组成，汽车悬架振动系统可以简化地看作由以下两个主要运动组成：运动体系在垂直方向的线性运动以及车身质量块的旋转运动，对该系统进行模态分析。模型中的各项参数如表 1 所示，为与文献结果进行比较，这里采用英制单位。表1 汽车悬架振动模型的参数（a）问题描述（b）有限元分析模型图1 汽车悬架振动系统模型二、有限元建模 1、模型分析计算模型如图1(b)所示。这里将车身简化为梁，仅起到连接作用，这里设定不考虑梁的质量对振动性

能的影响，因此需将密度设定为零即可，但在建模时需要输入梁的各种参数(包括材料以及几何参数)，实际上，可以将车身梁的弹性效果通过质量块的垂直运动及旋转运动来等效，质量块的转动惯性矩为2r m I zz ?=，r 取为 4ft ，经计算 ft lb I zz ??=2sec 1600。可以看出所采用的平面简化模型仅有两个自由度(梁单元由于取密度为零，将仅起连接作用)。采用 2D 的计算模型，使用梁单元 2-D Elastic Beam Elements (BEAM3)来等效车身，使用弹簧单元Spring-Damper Elements (COMBIN14)来等效车体的前后悬架支撑，使用质量块单元Structural Mass Element (MASS21)来等效车身质量。 2、建模的要点 1) 首先定义分析类型并选取三种单元，输入实常数； 2) 建立对应几何模型，并赋予各单元类型对应各参数值； 3) 在后处理中，用命令<*GET >来提取其计算分析结果(频率)； 4) 通过命令<*GET >来提取模态的频率值。 3、建模步骤 1) 进入 ANSYS （设定工作目录和工作文件）程序 → ANSYS → ANSYS Interactive → Working directory （设置工作目录）→ Initial jobname: Vehicle （设置工作文件名）：→Run → OK 2) 设置计算类型 ANSYS Main Menu ：Preferences … → Structural → OK 3) 定义单元类型 ANSYS Main Menu ：Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete... → Add …→ Beam: 2d elastic 3 → Apply （返回到Library of Element 窗口）→ Combination: Spring-damper 14→ Apply （返回到Library of Element 窗口）→Structural Mass: 3D mass 21→OK （返回到Element Types 窗口）→选择Type 2 COMBIN14 单击Options …→K3 设定为2-D longitudinal →OK （返回到Element Types 窗口） →选择Type 3 MASS21 单击Options …→K3 设定为2-D w rot inert → OK → Close 4) 定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Real Constants …→Add/Edit/Delete... →Add …→ 选择 Type 2 COMBIN14 → OK → Real Constants Set No. : 1

橡胶衬套工艺

橡胶衬套工艺 Prepared on 24 November 2020

关于汽车振动的分析

关于汽车的振动的分析汽车振动系统是由多个子系统组成的具有质量、弹簧和阻尼的复杂的振动系统。汽车振动源主要有：路面和非路面对悬架的作用、发动机运动件的不平衡旋转和往复运动、曲轴的变动气体负荷、气门组惯性力和弹性力、变速器啮合齿轮副的负荷作用、传动轴等速万向节的变动力矩等。在汽车工程中,多数振动是连续扰动力,而其他一些则是汽车承受的冲击力和短时间的瞬态振动力。振动又可分为周期性的和随机性的,发动机旋转质量的不平衡转动是周期振动的典型例子,而随机振动主要是由路面不平引起的。所有质量--弹性系统都有自己的固有频率,如果作用于系统的干扰频率接近振动系统的固有频率,就会发生共振现象。因此即使自身具有抗干扰能力的系统,装配到汽车上时仍有可能产生振动问题,这就要求在设计阶段准确建立系统模型及运动方程,分析自由振动特性和受迫振动响应,研究控制振动的方法。汽车振动按照频率范围可分为： 1、影响行驶平顺性的低频振动：它产生的主要振源由于路面不平度激励使得汽车非悬挂质量共振和发动机低频刚体振动，从而引起悬架上过大的振动和人体座椅系统的共振造成人体的不舒适，其敏感频率主要在1-8Hz(最新的研究表明：当考虑人体不同方向的响应时可到16Hz)。对于乘员其评价指标一般是：针对载货汽车的疲劳降低工效界限和针对乘用汽车的疲劳降低舒适界限，或直接采用人体加权加速度均方根值进行评价；对于货物其评价指标是：车箱典型部位的均方根加速度。由于该指标于人体生理主观反映密切相关，因此试验和评价往往采用测试和主观评价相结

合。 2、车身结构振动和低频噪声：大的车身结构振动，不仅引起自身结构的疲劳损坏，而且更是车内低频结构辐射噪声源。其频率主要分布在20—80Hz 的频带内。由两方面引起：(1)激励源；主要有：道路激励、动力传动系统尤其是动力不平衡和燃烧所产生的各阶激励、空气动力激励；(2)车身结构和主要激励源系统的结构动力特性匹配不合理引起的路径传递放大。当前对于低频结构振动和噪声分析研究的方法有：计算预测分析，(1)基于有限元方法通过建立结构动力学模型取得结构固有振动模态参数对结构动力学特性进行评价，通过试验载荷分析得到振动激励并结合结构动力学模型计算振动响应；(2)基于有限元和边界元的系统声学特性计算和声响应计算。试验分析：(1)各种结构振动和声学系统的导纳测量和模态分析；(2)基于实际运行响应的工作振型分析；(3)基于机械和声学导纳测量的声学寄予率分析； 3、各种操纵机构的振动：操纵机构的振动主要是因为其安装吊挂刚度偏低或自身结构动力特性不当或车身振动过大而产生，它不仅容易使驾驶者疲劳严重时可能使操纵失控。对于这些振动各企业都有相应得评价和限值规定。最为典型的是方向盘(线性)振动(转向管柱振动)，其产生的主要原因是方向盘及管柱安装总成与车身振动或其它激励源发生共振；另一重要的振动现象是行驶过程中的方向盘旋转振动(即：方向盘及转向轮摆振)。其产生的原因是：行驶过程中转向轮的跳动与自身的转动而产生的陀螺效应引起转向轮的波动并被转向结构放大从而引起方向盘旋转振动。 4、空气声：车内空气声是由于隔声吸声措施不当从而使得动力传动

汽车悬挂优劣分析

汽车悬架哪种好？麦弗逊式独立悬架多连杆式双叉臂式双横臂式汽车麦弗逊式独立悬架多连杆式独立悬架双叉臂式独立悬架（双连杆式，双摇臂式，双A臂式）双横臂式悬架拖曳臂式悬挂扭力梁式悬挂大多车型的前悬都为麦弗逊形式，虽然麦弗逊式悬挂技术含量并不高，但其是一种经久耐用的独立悬架，具有很强的道路适应能力。多连杆式独立悬架的整体效果相对更优秀，由于成本较高，四轮多连杆的车屈指可数，大多数出于成本考虑用了前麦弗逊式悬挂。麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。

麦弗逊式悬挂结构简单，所以它轻量、响应速度快。并且在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意，不过由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差，悬挂刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。需要特别说明的是作为超级跑车的保时捷911也采用了麦弗逊式前悬挂，这足以证明这款悬挂具有广泛的适应性。连杆支柱式悬架则是由麦弗逊式悬挂而衍生出来的悬挂，一般出现在后悬架中，它的下部不再是A臂，而是两根平行连杆和一根纵向拉杆。由于麦弗逊式悬挂先天性的侧向支撑不足，由此很多厂家通过各种调整和变化以加强其侧向支撑的能力。连杆支柱式独立悬挂其实是麦弗逊式的一个变种，结构特性与麦弗逊是完全相同的。这种悬挂与前面所说的标准多连杆最大的差别在于，车轮上端不再有连杆作为支撑，无法与标准多连杆式相提并论。这种结构也无法实现多连杆式悬挂那么精准的定位和调校，因此它与标准多连杆式是无法相提并论的。从悬挂的价值来说，连杆支柱式与多连杆式是不可比的，过去大部分厂商都将其直接称作多连杆式，后来可能是因为消费者认知的提高，逐步取消了这种称呼，有的改名为二连杆式，有的则直接就叫麦弗逊式。连杆支柱式其实应用很广，必然有自己的优势，成本低、结构简单、重量轻、占用空间小、舒适性较好等，这恰好是很多普通家用车所追求的，因此它在很多追求舒适性的车型上得到了广泛应用。赛拉图,别克凯越,海马3采用了连杆支柱悬挂。

橡胶衬套工艺

衬套的使用范围大，种类也比较多，要选择合适的衬套，就必须考虑它的使用目的，不同的工况选择不同型号的衬套。衬套选型中主要考虑的条件是衬套需承受的压力、、压力速度乘积及性质。另外，衬套是否有润滑、润滑的状态也决定了它的使用效果和寿命。三、衬套的特点 IKO微小型直线衬套轴承是边与轴进行转动，接触边朝轴的方向进行无限运动，且轴径尺寸为3~5mm的极小型直线运动导向机。特点为： 1、低摩擦阻抗：钢珠可因保持器的正确导向，以极小的阻抗进行稳定的直线运动。 2、制：亦提供不锈钢系列，适合耐蚀性需求的用途。 3、精巧的设计：尺寸极小，可设计于精巧的机械设备中。 4、丰富的变化：除了标准型外，还有系列化的高长型，可依照用途选择.。

汽车悬挂优劣分析

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几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面,让轮胎的接地面积最大化,虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构,但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意,不过由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差，悬挂刚度较弱，稳定性差，转弯侧倾明显。?需要特别说明的是作为超级跑车的保时捷91１也采用了麦弗逊式前悬挂,这足以证明这款悬挂具有广泛的适应性。连杆支柱式悬架则是由麦弗逊式悬挂而衍生出来的悬挂,一般出现在后悬架中,它的下部不再是A臂，而是两根平行连杆和一根纵向拉杆。由于麦弗逊式悬挂先天性的侧向支撑不足,由此很多厂家通过各种调整和变化以加强其侧向支撑的能力。连杆支柱式独立悬挂其实是麦弗逊式的一个变种,结构特性与麦弗逊是完全相同的。这种悬挂与前面所说的标准多连杆最大的差别在于，车轮上端不再有连杆作为支撑,无法与标准多连杆式相提并论。这种结构也无法实现多连杆式悬挂那么精准的定位和调校，因此它与标准多连杆式是无法相提并论的。从悬挂的价值来说,连杆支柱式与多连杆式是不可比的，过去大部分厂商都将其直接称作多连杆式，后来可能是因为消费者认知的提高，逐步取消了这种称呼,有的改名为二连杆式,有的则直接就叫麦弗逊式。连杆支柱式其实应用很广,必然有自己的优势,成本低、结构简单、重量轻、占用空间小、舒适性较好等,这恰好是很多普通家用车所追求的，因此它在很多追求舒适性的车型上得到了广泛应用。赛拉图,别克凯越,海马3采用了连杆支柱悬挂。多连杆独立悬挂,可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。其中前悬挂一般为3连杆或４连杆式独立悬挂;后悬挂则一般为4连杆或５连杆式后悬挂系统,其中5连杆式后悬挂应用