悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究
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(1) 无论是采用分离输入型还是整体输入型橡胶 支承元件 ,几乎都会导致各个阻尼比下 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共振峰值幅值的增大 , 但是当刚度比达到 5 以上时 ,增大量就很小 (同时却获得了优良的高频隔振 特性) ;
(2) 无论是采用分离输入型还是整体输入型橡胶 支承元件 ,都会使 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共振峰值幅 值随阻尼比变化的敏感程度降低 , 即相对于模型 (a) 的曲线更加平坦一些 ,尤其是采用分离输入型橡胶支 承时 。这对于解决工程实际中减振器阻尼对工作温度 敏感非常有利 。
k 3 = k + jh = k (1 + ηj )
(1)
式中 , k 称为橡胶弹性元件的单向位移动刚度 ( 同向
动刚度) ; h 为反映橡胶材料阻尼特性的正交动刚度 (即结构阻尼系数) ;η为橡胶元件的损耗因子 。在本文
中 ,由于研究的频率范围在汽车振动平顺性研究频段
内 ,因此认为橡胶的刚度特性为线性的 , 并忽略内部
高频段隔振 ,但是会稍稍损害共振区的隔振效果 。
3 橡胶弹性元件与悬架刚度和阻尼的匹配设 计
下面考察橡胶弹性元件特性与悬架刚度和阻尼参 数相互匹配设计的问题 ,这有助于悬架系统橡胶弹性 元件的设计和选型 。
作用对比的情况 。对于系统 (a) ,阻尼比的变化对系统 在共振区和高频段的隔振特性的影响效果完全相反 。
为 λj 的 2 次方 ,由此可以预计模型 (b) 和模型 (c) 相对
表 1 分析用悬架振动模型基本参数表
于模型 (a) 在高频段将具有较优越的隔振特性 。
2 橡胶元件对悬架振动特性影响机理分析
下面进一步考察橡胶弹性支承元件影响系统隔振 特性的机理 。图 2 所示为三种振动系统的隔振特性对
参数 符号
z
q
=
1
+
1 + 2ζ·λj 2ζ·λj + ( λj ) 2
(5)
z q
=
q
3 s
q
3 d
+
[ 2ζ·(
q
3 s
+
q
3 s
q
3 d
+
j
·[ 2ζ·(
q
3 s
+
q
3 d
+
q
3 s
q
3 d
)
]
·λ
q
3 d
+
q
3 s
q
3 d
)
]
·λj +
(
q
3 d
+
q
3 s
q
3 d
)
·( λj ) 2 + [2ζ·(1 +
阻尼的作用 。
根据四端参数的分析方法[10] ,容易求得图 1 所示
三种振动模型中车身振动位移相对路面不平度位移
输入的频率响应函数 。对于模型 (a) 有
z q
=
k
+
k + c ·jω c ·jω + m ·( jω) 2
(2)
对于模型 (b) 有
z q
=
kk
3 s
k
3 d
+
[
c
·(
kk
3 s
+
m k c
数值
240 26480 1000
量纲
kg N/ m N·s/ m
参数
符号
k
3 s
k
3 d
k
3 sd
数值
132400 158880 264800
量纲
N/ m N/ m N/ m
比 ,对比的指标为车身位移相对路面不平度位移输入 的幅频特性 。
对系统 (b) 和系统 (c) 中橡胶元件弹性特性变化对 系统传递特性的影响情况如图 3 所示 。具体如下 :
承元件时隔振特性相对忽略橡胶弹性元件影响的振动 系统的变化来研究橡胶弹性元件刚度的选择方法 。考 察从两个方面进行 : | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 的共振峰 值幅值的大小 。图 5 ( a) 和 ( b) 所示分别为三种振动系 统 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共振峰值幅值随橡胶元件 刚度变化对比的情况 。从图 5 可以得到以下结论 :
kk
3 d
kk
3 s
k
3 d
+
[
c
·(
k
k
3 s
+
kk
3 d
+
k
3 s
k
3 d
)
]
·jω +
[m
·(
kk
3 d
+
k
3 s
k
3 d
)
]
·jω
+
k
Biblioteka Baidu
3 s
k
3 d
)
] ·( jω) 2
+ ( mkc
+
m
k
3 s
c)
·( jω) 3
(3)
对于模型
(c)
有
z q
=
k
k
3 sd
+
ck
3 sd
·jω +
kk
3 sd
由于都在车身和悬架之间引入了橡胶弹性支承元件 , 顺性密切相关) 的前提下 ,能够大大改善系统在高频段
其频率响应函数的分母项中的最高幂次项为 λj 的 3 次 的隔振效果 ,有助于提高悬架系统隔离高频固体振动 ,
方 , 而模型 (a) 的频率响应函数的分母的最高幂次仅 降低路面不平度引起的车内噪声 。
但在系统 (b) 和系统 (c) 的高频段 ,当频率达到一定值 以后 ,系统的隔振特性与阻尼比无关 ,只是系统 ( b) 对
第 3 期 张立军等 :悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究 49
应的频率比系统 (c) 对应的频率约小 10 倍 。 本文的研究中 ,通过对比选用不同刚度的橡胶支
器阻尼力的橡胶垫刚度
k
3 sd
的变化会同时影响共振区
振效果为 6dB/ oct ,而系统 (b) 和系统 (c) 的隔振效果为 和高频段的隔振效果 [ 图 3 (c) ] 。较小的刚度有利于
48 振 动 与 冲 击 2003 年第 22 卷
0 引 言
悬架是汽车的最重要结构系统之一 ,对于汽车的 正常行驶非常重要 。通常悬架是指保证车轮或车桥 与汽车承载系统之间具有弹性连接并能传递载荷 、缓 和冲击 、衰减振动以及调节汽车行驶过程中车身位置 和姿态的有关装置的总称 。其最主要功能是传递在 车轮和车架 (或车身) 之间的一切力和力矩 ,并缓和路 面不平度引起的冲击 ,衰减由此引起的车体系统的振 动 ,保证汽车行驶的平顺性 。为此 ,悬架系统中通常 利用弹性元件 (例如钢板弹簧 、螺旋弹簧等) 和阻尼元 件 (例如液压阻尼减振器等) 来缓和和衰减振动 。正 是由于悬架对汽车的重要性 ,人们对悬架系统的设计 已经进行了深入的研究 ,对于其中的弹性元件和阻尼 元件的设计和匹配也形成了比较成熟的方法[1 - 3] 。
车身质量 , k
为悬架刚度
,
c
为减振器阻力系数
,
k
3 s
和
k
3 d
分别为分离输入型橡胶垫中传递弹簧力和减振器
阻尼力的橡胶垫刚度
,
k
3 sd
为整体输入型橡胶垫中同
时传递弹簧力和减振器阻尼力的橡胶垫刚度 。
其中的橡胶垫是一种粘弹性材料 ,具有内部摩擦
阻尼特性 ,通常可利用复刚度表征橡胶在单一方向的
弹性特性 ,即橡胶垫的刚度为[10]
Ξ 高等学校博士点基金资助项目 (20010247006) 收稿日期 :2002 - 07 - 27 修改稿收到日期 :2002 - 09 - 24 第一作者 张立军 男 ,在职博士 ,讲师 ,1972 年 3 月生
第 3 期 张立军等 :悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究 47
(3) 三种系统都存在使 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共 振峰幅值最小的阻尼 , 即在一定的刚度比下存在最佳 阻尼比使得共振峰幅值最小 。模型 ( a) 的 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 对应的最佳阻尼比都为 1 ,整体输入型的 | z/ q | 的最佳阻尼比为 1 , | ( z - q) / q | 的最佳阻尼比 为 0. 708 ;分离输入型的 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 对应 的最佳阻尼比比较复杂 , 它随刚度比变化的特性如图 6 所示 。
图 2 三种振动系统隔振特性对比 (模型参数见表 1)
的隔振效果[ 图 3 ( b) ] 。较小的刚度有利于共振频段
从图 2 的对比可以看出 ,三种振动系统在低频段 的隔振 ;
的隔振特性非常接近 ,但是在高频段系统 ( b) 和系统
(3) 整体输入型橡胶垫中同时传递弹簧力和减振
(c) 的隔振特性明显优于系统 (a) ,系统 (a) 高频段的隔
图 1 研究用悬架振动模型
1 研究用模型的建立
首先简单介绍分离输入型和整体输入型悬架系 统橡胶垫 。分离输入型是指分别通过两个橡胶垫将 弹簧力和减振器阻尼力传递到车身上 ,而整体输入型 是指利用一个橡胶垫同时将弹簧力和减振器阻尼力 传递到车身上 。为此 ,根据两种形式悬架橡胶垫的工 作原理 ,建立两种考虑橡胶弹性元件的单自由度悬架 模型 ,如图 1 (b) 所示的考虑橡胶元件的单自由度悬架 振动模型 (分离输入型) 和 (c) 所示的考虑橡胶元件的 单自由度悬架振动模型 (整体输入型) ,图 1 (a) 所示为 忽略橡胶元件的单自由度悬架振动模型 。图中 m 为
图 3 橡胶元件弹性特性变化对系统传递特性的影响
图 5 共振峰值幅值随橡胶元件刚度变化情况
图 4 阻尼比的变化对三种振动系统隔振特性的影响作用
首先考察与悬架等效阻尼的匹配设计问题 。图 4 所示为阻尼比的变化对三种振动系统隔振特性的影响
(细实线为 | z/ q | 最佳阻尼比 粗实线为 | ( z/ q) / q | 最佳阻尼比 ) 图 6 最佳阻尼比随刚度比变化的特性
(1) 分离输入型橡胶垫中传递减振器阻尼力的
橡胶垫刚度
k
3 d
的变化主要影响高频段的隔振特性 ,
对共振区的影响很小 [ 图 3 (a) ] 。较小的刚度有利于
高频段隔振 ,但是会稍稍损害共振区的隔振效果 ;
(2) 分离输入型橡胶垫中传递弹簧力的橡胶垫刚
度
k
3 s
的变化仅仅影响系统共振频 率的大小和共振区
架系统元件设计方法的研究非常迫切 ,也具有重要的 工程意义 。
本文主要讨论悬架系统中的橡胶弹性元件在隔 振方面的设计方法 ,研究对象是分离输入型和整体输 入型悬架橡胶支承垫 。为此 ,研究中首先建立考虑橡 胶弹性元件影响的单自由度 1/ 4 车振动模型 ,通过隔 振分析讨论橡胶弹性元件影响悬架振动特性的机理 , 在此基础上 ,讨论橡胶弹性元件与悬架刚度和阻尼参 数匹配设计的理论和方法 。
目前 ,在汽车的悬架系统中 ,尤其是在现代轿车 的悬架系统中 ,还大量应用性状各异的橡胶弹性元 件 ,最主要的应用是导向装置中的橡胶衬套和悬架系 统的支撑胶垫[3 ,4] 。它们虽然应用已经很广泛 ,但是 对于其设计方法所进行的研究还很缺乏 ,见诸于文献 的就更少了 。在文献 [ 3 ] 中 ,非常简单地介绍了形状 十分简单的橡胶衬套的三个方向的静态刚度的估算 方法 ,以及分离输入型和整体输入性的悬架支撑胶垫 的静刚度的测试结果 。文献 [ 5 ] 则利用 ADAMS 分析 技术研究了悬架的弹性运动学特性 ,分析了橡胶衬套 的特性对悬架力学特性的影响情况 。文献 [ 6 - 8 ] 则 讨论了悬架橡胶衬套对悬架力学特性和顺从性的影 响 。文献[ 9 ]则比较深入地分析了悬架系统中的橡胶 弹性元件对悬架振动传递特性 ,尤其是高频固体振动 隔离特性的影响机理 。因此 ,系统深入地进行有关悬
+
ck
3 sd
·jω
[m
·( k
+
k
3 sd
)
] ·( jω) 2
+
mc ·( jω) 3
(4)
引入频率比 λ = ω/ ω0 (ω0 =
k/ m) ,阻尼比ζ = c/ (2
mk)
, 刚度比
q
3 s
=
k
3 s
/
k
、q
3 d
=
k
3 d
/
k
和
q
3 sd
=
k
3 sd
/
k,
则式 (2)
、(3)
和 (4)
变为
章通过计算机仿真分析 ,深入讨论了橡胶弹性元件对悬架振动特性的影响 ,研究了橡胶弹性元件与悬架等效刚度 、和等效 阻尼的匹配设计方法 。研究结论对于改善悬架系统的隔振特性和悬架橡胶元件的设计有一定的工程指导意义 。
关键词 :悬架 ,橡胶弹性元件 ,隔振 ,设计 中图分类号 :U270. 1 ,TB53
q
3 s
)
]
·( λj )
3
(6)
z q
=
q
3 sd
+
2ζ·q
3 sd
q
3 sd
+
2ζq
3 sd
·λj
·λj +
(1
+
q
3 sd
)
·( λj ) 2
+ 2ζ·( λj ) 3
(7)
12dB/ oct 。由此说明 ,将橡胶弹性元件应用于悬架系
从表达式 (5) - (7) 可以看出 ,模型 ( b) 和模型 (c) 统中 ,可以在不改变低频段的隔振特性 (与车辆振动平
第 22 卷第 3 期
振 动 与 冲 击 JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
Vol . 22 No. 3 2003
悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究 Ξ
张立军 余卓平
(同济大学汽车学院 ,上海 200092)
摘 要 本文利用考虑橡胶弹性元件的 1/ 4 悬架单自由度模型研究了悬架中橡胶弹性元件的隔振设计方法 。文
(2) 无论是采用分离输入型还是整体输入型橡胶 支承元件 ,都会使 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共振峰值幅 值随阻尼比变化的敏感程度降低 , 即相对于模型 (a) 的曲线更加平坦一些 ,尤其是采用分离输入型橡胶支 承时 。这对于解决工程实际中减振器阻尼对工作温度 敏感非常有利 。
k 3 = k + jh = k (1 + ηj )
(1)
式中 , k 称为橡胶弹性元件的单向位移动刚度 ( 同向
动刚度) ; h 为反映橡胶材料阻尼特性的正交动刚度 (即结构阻尼系数) ;η为橡胶元件的损耗因子 。在本文
中 ,由于研究的频率范围在汽车振动平顺性研究频段
内 ,因此认为橡胶的刚度特性为线性的 , 并忽略内部
高频段隔振 ,但是会稍稍损害共振区的隔振效果 。
3 橡胶弹性元件与悬架刚度和阻尼的匹配设 计
下面考察橡胶弹性元件特性与悬架刚度和阻尼参 数相互匹配设计的问题 ,这有助于悬架系统橡胶弹性 元件的设计和选型 。
作用对比的情况 。对于系统 (a) ,阻尼比的变化对系统 在共振区和高频段的隔振特性的影响效果完全相反 。
为 λj 的 2 次方 ,由此可以预计模型 (b) 和模型 (c) 相对
表 1 分析用悬架振动模型基本参数表
于模型 (a) 在高频段将具有较优越的隔振特性 。
2 橡胶元件对悬架振动特性影响机理分析
下面进一步考察橡胶弹性支承元件影响系统隔振 特性的机理 。图 2 所示为三种振动系统的隔振特性对
参数 符号
z
q
=
1
+
1 + 2ζ·λj 2ζ·λj + ( λj ) 2
(5)
z q
=
q
3 s
q
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+
[ 2ζ·(
q
3 s
+
q
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q
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j
·[ 2ζ·(
q
3 s
+
q
3 d
+
q
3 s
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]
·λ
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3 d
+
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]
·λj +
(
q
3 d
+
q
3 s
q
3 d
)
·( λj ) 2 + [2ζ·(1 +
阻尼的作用 。
根据四端参数的分析方法[10] ,容易求得图 1 所示
三种振动模型中车身振动位移相对路面不平度位移
输入的频率响应函数 。对于模型 (a) 有
z q
=
k
+
k + c ·jω c ·jω + m ·( jω) 2
(2)
对于模型 (b) 有
z q
=
kk
3 s
k
3 d
+
[
c
·(
kk
3 s
+
m k c
数值
240 26480 1000
量纲
kg N/ m N·s/ m
参数
符号
k
3 s
k
3 d
k
3 sd
数值
132400 158880 264800
量纲
N/ m N/ m N/ m
比 ,对比的指标为车身位移相对路面不平度位移输入 的幅频特性 。
对系统 (b) 和系统 (c) 中橡胶元件弹性特性变化对 系统传递特性的影响情况如图 3 所示 。具体如下 :
承元件时隔振特性相对忽略橡胶弹性元件影响的振动 系统的变化来研究橡胶弹性元件刚度的选择方法 。考 察从两个方面进行 : | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 的共振峰 值幅值的大小 。图 5 ( a) 和 ( b) 所示分别为三种振动系 统 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共振峰值幅值随橡胶元件 刚度变化对比的情况 。从图 5 可以得到以下结论 :
kk
3 d
kk
3 s
k
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+
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3 s
+
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3 s
k
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)
] ·( jω) 2
+ ( mkc
+
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3 s
c)
·( jω) 3
(3)
对于模型
(c)
有
z q
=
k
k
3 sd
+
ck
3 sd
·jω +
kk
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由于都在车身和悬架之间引入了橡胶弹性支承元件 , 顺性密切相关) 的前提下 ,能够大大改善系统在高频段
其频率响应函数的分母项中的最高幂次项为 λj 的 3 次 的隔振效果 ,有助于提高悬架系统隔离高频固体振动 ,
方 , 而模型 (a) 的频率响应函数的分母的最高幂次仅 降低路面不平度引起的车内噪声 。
但在系统 (b) 和系统 (c) 的高频段 ,当频率达到一定值 以后 ,系统的隔振特性与阻尼比无关 ,只是系统 ( b) 对
第 3 期 张立军等 :悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究 49
应的频率比系统 (c) 对应的频率约小 10 倍 。 本文的研究中 ,通过对比选用不同刚度的橡胶支
器阻尼力的橡胶垫刚度
k
3 sd
的变化会同时影响共振区
振效果为 6dB/ oct ,而系统 (b) 和系统 (c) 的隔振效果为 和高频段的隔振效果 [ 图 3 (c) ] 。较小的刚度有利于
48 振 动 与 冲 击 2003 年第 22 卷
0 引 言
悬架是汽车的最重要结构系统之一 ,对于汽车的 正常行驶非常重要 。通常悬架是指保证车轮或车桥 与汽车承载系统之间具有弹性连接并能传递载荷 、缓 和冲击 、衰减振动以及调节汽车行驶过程中车身位置 和姿态的有关装置的总称 。其最主要功能是传递在 车轮和车架 (或车身) 之间的一切力和力矩 ,并缓和路 面不平度引起的冲击 ,衰减由此引起的车体系统的振 动 ,保证汽车行驶的平顺性 。为此 ,悬架系统中通常 利用弹性元件 (例如钢板弹簧 、螺旋弹簧等) 和阻尼元 件 (例如液压阻尼减振器等) 来缓和和衰减振动 。正 是由于悬架对汽车的重要性 ,人们对悬架系统的设计 已经进行了深入的研究 ,对于其中的弹性元件和阻尼 元件的设计和匹配也形成了比较成熟的方法[1 - 3] 。
车身质量 , k
为悬架刚度
,
c
为减振器阻力系数
,
k
3 s
和
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3 d
分别为分离输入型橡胶垫中传递弹簧力和减振器
阻尼力的橡胶垫刚度
,
k
3 sd
为整体输入型橡胶垫中同
时传递弹簧力和减振器阻尼力的橡胶垫刚度 。
其中的橡胶垫是一种粘弹性材料 ,具有内部摩擦
阻尼特性 ,通常可利用复刚度表征橡胶在单一方向的
弹性特性 ,即橡胶垫的刚度为[10]
Ξ 高等学校博士点基金资助项目 (20010247006) 收稿日期 :2002 - 07 - 27 修改稿收到日期 :2002 - 09 - 24 第一作者 张立军 男 ,在职博士 ,讲师 ,1972 年 3 月生
第 3 期 张立军等 :悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究 47
(3) 三种系统都存在使 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 共 振峰幅值最小的阻尼 , 即在一定的刚度比下存在最佳 阻尼比使得共振峰幅值最小 。模型 ( a) 的 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 对应的最佳阻尼比都为 1 ,整体输入型的 | z/ q | 的最佳阻尼比为 1 , | ( z - q) / q | 的最佳阻尼比 为 0. 708 ;分离输入型的 | z/ q | 和 | ( z - q) / q | 对应 的最佳阻尼比比较复杂 , 它随刚度比变化的特性如图 6 所示 。
图 2 三种振动系统隔振特性对比 (模型参数见表 1)
的隔振效果[ 图 3 ( b) ] 。较小的刚度有利于共振频段
从图 2 的对比可以看出 ,三种振动系统在低频段 的隔振 ;
的隔振特性非常接近 ,但是在高频段系统 ( b) 和系统
(3) 整体输入型橡胶垫中同时传递弹簧力和减振
(c) 的隔振特性明显优于系统 (a) ,系统 (a) 高频段的隔
图 1 研究用悬架振动模型
1 研究用模型的建立
首先简单介绍分离输入型和整体输入型悬架系 统橡胶垫 。分离输入型是指分别通过两个橡胶垫将 弹簧力和减振器阻尼力传递到车身上 ,而整体输入型 是指利用一个橡胶垫同时将弹簧力和减振器阻尼力 传递到车身上 。为此 ,根据两种形式悬架橡胶垫的工 作原理 ,建立两种考虑橡胶弹性元件的单自由度悬架 模型 ,如图 1 (b) 所示的考虑橡胶元件的单自由度悬架 振动模型 (分离输入型) 和 (c) 所示的考虑橡胶元件的 单自由度悬架振动模型 (整体输入型) ,图 1 (a) 所示为 忽略橡胶元件的单自由度悬架振动模型 。图中 m 为
图 3 橡胶元件弹性特性变化对系统传递特性的影响
图 5 共振峰值幅值随橡胶元件刚度变化情况
图 4 阻尼比的变化对三种振动系统隔振特性的影响作用
首先考察与悬架等效阻尼的匹配设计问题 。图 4 所示为阻尼比的变化对三种振动系统隔振特性的影响
(细实线为 | z/ q | 最佳阻尼比 粗实线为 | ( z/ q) / q | 最佳阻尼比 ) 图 6 最佳阻尼比随刚度比变化的特性
(1) 分离输入型橡胶垫中传递减振器阻尼力的
橡胶垫刚度
k
3 d
的变化主要影响高频段的隔振特性 ,
对共振区的影响很小 [ 图 3 (a) ] 。较小的刚度有利于
高频段隔振 ,但是会稍稍损害共振区的隔振效果 ;
(2) 分离输入型橡胶垫中传递弹簧力的橡胶垫刚
度
k
3 s
的变化仅仅影响系统共振频 率的大小和共振区
架系统元件设计方法的研究非常迫切 ,也具有重要的 工程意义 。
本文主要讨论悬架系统中的橡胶弹性元件在隔 振方面的设计方法 ,研究对象是分离输入型和整体输 入型悬架橡胶支承垫 。为此 ,研究中首先建立考虑橡 胶弹性元件影响的单自由度 1/ 4 车振动模型 ,通过隔 振分析讨论橡胶弹性元件影响悬架振动特性的机理 , 在此基础上 ,讨论橡胶弹性元件与悬架刚度和阻尼参 数匹配设计的理论和方法 。
目前 ,在汽车的悬架系统中 ,尤其是在现代轿车 的悬架系统中 ,还大量应用性状各异的橡胶弹性元 件 ,最主要的应用是导向装置中的橡胶衬套和悬架系 统的支撑胶垫[3 ,4] 。它们虽然应用已经很广泛 ,但是 对于其设计方法所进行的研究还很缺乏 ,见诸于文献 的就更少了 。在文献 [ 3 ] 中 ,非常简单地介绍了形状 十分简单的橡胶衬套的三个方向的静态刚度的估算 方法 ,以及分离输入型和整体输入性的悬架支撑胶垫 的静刚度的测试结果 。文献 [ 5 ] 则利用 ADAMS 分析 技术研究了悬架的弹性运动学特性 ,分析了橡胶衬套 的特性对悬架力学特性的影响情况 。文献 [ 6 - 8 ] 则 讨论了悬架橡胶衬套对悬架力学特性和顺从性的影 响 。文献[ 9 ]则比较深入地分析了悬架系统中的橡胶 弹性元件对悬架振动传递特性 ,尤其是高频固体振动 隔离特性的影响机理 。因此 ,系统深入地进行有关悬
+
ck
3 sd
·jω
[m
·( k
+
k
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)
] ·( jω) 2
+
mc ·( jω) 3
(4)
引入频率比 λ = ω/ ω0 (ω0 =
k/ m) ,阻尼比ζ = c/ (2
mk)
, 刚度比
q
3 s
=
k
3 s
/
k
、q
3 d
=
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/
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和
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=
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3 sd
/
k,
则式 (2)
、(3)
和 (4)
变为
章通过计算机仿真分析 ,深入讨论了橡胶弹性元件对悬架振动特性的影响 ,研究了橡胶弹性元件与悬架等效刚度 、和等效 阻尼的匹配设计方法 。研究结论对于改善悬架系统的隔振特性和悬架橡胶元件的设计有一定的工程指导意义 。
关键词 :悬架 ,橡胶弹性元件 ,隔振 ,设计 中图分类号 :U270. 1 ,TB53
q
3 s
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·( λj )
3
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=
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3 sd
+
2ζ·q
3 sd
q
3 sd
+
2ζq
3 sd
·λj
·λj +
(1
+
q
3 sd
)
·( λj ) 2
+ 2ζ·( λj ) 3
(7)
12dB/ oct 。由此说明 ,将橡胶弹性元件应用于悬架系
从表达式 (5) - (7) 可以看出 ,模型 ( b) 和模型 (c) 统中 ,可以在不改变低频段的隔振特性 (与车辆振动平
第 22 卷第 3 期
振 动 与 冲 击 JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK
Vol . 22 No. 3 2003
悬架中橡胶弹性元件隔振设计方法研究 Ξ
张立军 余卓平
(同济大学汽车学院 ,上海 200092)
摘 要 本文利用考虑橡胶弹性元件的 1/ 4 悬架单自由度模型研究了悬架中橡胶弹性元件的隔振设计方法 。文