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。

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。

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
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！。

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。