颠簸路况下3种结构形式平衡悬架强度分析

汽车底盘的悬挂系统性能分析当我们驾驶汽车在路上行驶时，可能很少会去思考车辆底盘的悬挂系统在其中发挥着怎样至关重要的作用。

然而，正是这个常常被忽视的部分，直接影响着车辆的操控性、舒适性以及安全性。

悬挂系统，简单来说，就是连接车身和车轮的一系列部件的组合。

它的主要功能是支撑车身重量，减少路面颠簸对车身的冲击，以及保持车轮与路面的良好接触，从而确保车辆的稳定行驶。

让我们先来了解一下常见的悬挂系统类型。

麦弗逊式悬挂是应用较为广泛的一种，它结构相对简单，成本较低，占用空间小，常用于前轮悬挂。

双叉臂式悬挂则具有更好的侧向支撑力和操控性能，常见于一些运动型车辆和高端车型。

多连杆式悬挂能够更精确地控制车轮的运动轨迹，提供出色的舒适性和操控性，也是许多中高端车型的选择。

悬挂系统的性能首先体现在舒适性方面。

想象一下，当车辆行驶在崎岖不平的道路上，如果悬挂系统过硬，那么每一次颠簸都会直接传递到车内乘客身上，让人感到不适；反之，如果悬挂系统过软，车辆在行驶过程中就可能会出现过多的晃动和起伏，同样影响乘坐体验。

一个优秀的悬挂系统应该能够在过滤掉路面大部分颠簸的同时，保持车身的平稳，让乘客感到舒适。

操控性也是悬挂系统的重要性能指标之一。

在高速过弯时，良好的悬挂系统能够提供足够的支撑力，减少车身侧倾，使车辆保持稳定的行驶姿态。

同时，它还能够确保车轮在各种路况下都能保持良好的接地性，从而提供充足的抓地力，让车辆能够按照驾驶者的意图准确转向。

悬挂系统对车辆的安全性同样有着不可忽视的影响。

在紧急制动时，如果悬挂系统不能有效地支撑车身，车辆可能会出现点头现象，影响制动效果和稳定性。

而在遇到突发情况需要紧急避让时，悬挂系统的性能则直接关系到车辆能否迅速改变行驶方向，避免事故的发生。

影响悬挂系统性能的因素众多。

其中，弹簧和减震器是关键部件。

弹簧的作用是支撑车身重量和吸收路面冲击，其刚度直接影响悬挂系统的软硬程度。

减震器则负责控制弹簧的伸缩速度，从而抑制车身的振动。

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汽车悬架常见故障分析汽车悬架是汽车重要的组成部分之一，它的主要功能是支撑车身、减震和稳定车辆。

汽车悬架由于长时间的使用和恶劣的道路条件，常常存在各种故障问题。

接下来，我们将详细分析汽车悬架常见的故障，并提供相应解决方法。

1. 弹簧断裂或变形弹簧是汽车悬架中最基本的组成部分之一，它主要起到承重和减震的作用。

弹簧断裂或变形会导致车身高度不稳定、颠簸感明显以及车辆悬挂不平衡等问题。

解决方法是更换新的弹簧，并检查是否存在其他损坏部件。

2. 阻尼器漏油阻尼器是汽车悬架中的关键部件之一，它主要用于控制车辆的减震和稳定性。

阻尼器如果发生漏油，会导致车辆悬挂变得松软，减震效果下降，严重影响驾驶安全。

解决方法是更换漏油的阻尼器，并定期检查和维护。

3. 轮胎磨损不均匀悬架故障还会导致车辆轮胎磨损不均匀的问题。

如果轮胎磨损不均匀，会导致车辆行驶时抖动、偏离方向等问题，严重时甚至影响制动效果。

解决方法是检查和调整悬架的对齐度，确保轮胎与地面的接触面积均匀。

4. 车身下沉如果车身存在下沉的情况，很可能是悬架问题导致的。

车身下沉会导致减震效果下降，加剧颠簸感，同时对车辆悬挂结构也会带来一定的压力。

解决方法是检查和更换悬架弹簧、减震器等部件，并定期进行维护。

5. 悬架松动长时间的使用和振动会导致悬架部件松动，严重时可能导致悬架异常响声以及车辆稳定性下降。

解决方法是定期检查和紧固悬架部件螺栓，确保其处于正常的紧固状态。

6. 悬架冲撞声如果在行驶过程中出现明显的悬架冲撞声，很可能是悬架部件损坏或磨损导致的。

解决方法是检查和更换相应的悬架部件，确保其正常工作。

汽车悬架常见的故障包括弹簧断裂或变形、阻尼器漏油、轮胎磨损不均匀、车身下沉、悬架松动、悬架冲撞声、车身倾斜等。

对于这些故障，我们可以通过更换相应的悬架部件、定期检查和维护，以及调整悬架对齐度等方法来解决。

我们还应该注重平时的驾驶习惯和维护保养工作，以减少悬架故障的发生。

悬架强度分析范文悬架是汽车的重要组成部分，它不仅承担着车身的重量，还要经受道路不平和冲击的影响，因此悬架的强度分析至关重要。

本文将对悬架强度分析的方法和常见问题进行详细探讨，以提高汽车的安全性和稳定性。

首先，悬架强度分析的主要方法之一是有限元分析。

有限元分析是一种数值计算方法，通过将复杂结构分割成有限个小单元，然后对每个小单元进行计算，最终得到整个结构的应力和变形分布。

在悬架强度分析中，可以将悬架分割成若干个小单元，然后通过有限元分析计算每个小单元的应力和应变，从而评估悬架的强度。

其次，悬架强度分析还需要考虑载荷条件。

在实际使用中，悬架会受到车身重量、行驶过程中的冲击力和路面不平等因素的影响。

因此，在悬架强度分析中，需要根据实际使用情况模拟不同的载荷条件。

一般来说，可以将悬架的载荷分为静载荷和动载荷两种情况进行分析。

静载荷主要是指车身自重，而动载荷则是通过模拟不同的路况和行驶速度来模拟悬架受到的冲击力。

此外，在悬架强度分析中，还需要考虑材料的影响。

悬架通常由钢材或铝合金等材料制成，而不同的材料具有不同的强度和刚度特性。

因此，在悬架强度分析中，需要根据实际使用材料的特性来选择合适的材料模型，并考虑材料的应力-应变曲线等因素。

另外，一些常见问题也需要在悬架强度分析中进行考虑。

例如，悬架的连接点是否足够强固，悬架的零部件是否有足够的强度来抵抗冲击力，悬架的结构是否足够刚性等。

这些问题都对悬架的整体强度和稳定性具有重要影响，必须进行充分的分析和评估。

综上所述，悬架强度分析是提高汽车安全性和稳定性的重要手段之一、通过有限元分析、考虑载荷条件和材料的影响，以及解决一些常见问题，可以评估悬架的强度和稳定性，并为悬架的设计和改进提供重要参考。

在今后的悬架研发中，需要进一步完善和发展悬架强度分析的方法，提高悬架的安全性和可靠性。

颠簸路况下3种结构形式平衡悬架强度分析作者：苏继龙连兴峰来源：《计算机辅助工程》2011年第03期摘要：针对载重汽车上平衡悬架易产生局部微裂纹，甚至导致断裂破坏事故的问题，运用Pro/ENGINEER和ANSYS分别对直式、U形和圆弧弯形载重汽车平衡悬架进行几何建模、有限元建模和网格划分，结合车辆和平衡悬架的结构参数，施加合理的边界条件，分析平衡悬架关键部件心轴在水平路况和颠簸路况下的应力分布.这3种平衡悬架的心轴应力计算结果表明，直式平衡悬架的强度优于其他两种悬架结构.关键词：平衡悬架；强度；颠簸路况；有限元中图分类号：U463.33；TB115.1 文献标志码： AStrength analysis on balance suspensions in three kinds ofstructures under bumpy roadSU Jilong, LIAN Xingfeng（College of Mechanical and Electrical Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)Abstract：trucks, which even lead to fracture failure accidents, geometry modeling, finite element modeling andstructural parameters of truck and balance suspensions, the stress distribution of spindles(key component of balance suspension) is analyzed under plane road and bumpy load by loading rational boundary conditions. The calculation results of spindle stress of the three kinds of structures are compared and indicate that the strength of vertical balance suspension is superior to the other two kinds of structures.Key words： balance suspension; strength; bumpy road; finite element基金项目：福建省自然科学基金（2009J01331）作者简介：苏继龙(1963—)，男，安徽巢湖人，教授，博士，研究方向为机械系统力学、新型材料细观力学，（）fjsu@ 0引言钢板弹簧平衡悬架作为载重和专用车上常用的悬架系统,主要用于支撑车身并缓冲行驶过程中振动的车架与车轴之间的连接传力结构，在实际使用过程中易发生局部微裂纹和断裂破坏事故，对汽车的平顺性、通过性、安全性和可靠性等具有显著的影响.［1-3］平衡悬架心轴是整个平衡悬架的主要和关键的承受力部分，因此考虑心轴在满载时的受力情况分析是平衡悬架设计的重要步骤之一.［3-6］本文主要利用有限元分析软件分析不同形式的悬架心轴在相同的载荷、装车距以及相同的下推力杆中心距和轴径等参数下,构建平衡悬架有限元的分析模型.首先用Pro/ENGINEER对直式、U形和圆弧弯形等3种形式的平衡悬架进行三维建模，然后用ANSYS有限元软件对平衡悬架进行受力分析［7］.重点分析计算在满载时不同形式悬架对应心轴的应力强度,并针对实际路面模拟车辆在颠簸情况下平衡悬架的心轴强度性能.1平衡悬架的建模1.1Pro/ENGINEER三维模型的建立在模型建立前，首先需要确定平衡悬架的各个参数，并建立合理的数值模型.平衡悬架根据中间传动轴的不同可分为直式、U形和圆弧弯形平衡悬架.可选用平衡悬架CF153A的参数，轴径φ=100 mm，板簧中心距L1=1 020 mm，装车距L2=770 mm，下推力杆的中心距L3=820 mm.平衡悬架的建模主要通过这几个参数进行平衡桥支架、平衡轴和下推力杆座等部件设计以及平衡悬架各个部分零部件的安装.本文创建的直式、U形和圆弧弯形平衡悬架Pro/ENGINEER 模型见图1.(a)直式(b)U形(c)圆弧弯形图 1直式、U形和圆弧弯形平衡悬架Pro/ENGINEER模型Fig.1Pro/1.2平衡悬架导入ANSYS软件将建立好的平衡悬架三维模型通过Pro/ENGINEER与ANSYS的连接口导入ANSYS中，其直式、U形和圆弧弯形平衡悬架ANSYS模型见图2.(a)直式(b)U形(c)圆弧弯形图 2直式、U形和圆弧弯形平衡悬架ANSYS模型1.3有限元网格的划分根据模型各部分的受力状态和变形程度确定网格划分的细密程度.由于主要研究心轴在不同工况下的应力强度情况，可将心轴承载处网格划分得较密.选择三维实体单元Solid45为单元，所用材料为优质钢,材料参数为弹性模量E=210 GPa, 泊松比υ=0.3, 密度ρ=7.8×103 kg/m3.直式、U形和圆弧弯形平衡悬架的网格划分见图3.(a)直式(b)U形(c)圆弧弯形图 3直式、U形和圆弧弯形平衡悬架的网格划分2平衡悬架有限元分析2.1心轴静载应力分析为不失一般性，参考CF158A平衡悬架的设计参数，它适应的是10 t的双桥载重汽车，可将平衡悬架的心轴受力简化为两端心轴各受5 t的载荷.平衡悬架的支架与汽车的大梁相连，故约束条件为支架的支座.对3种模型施加相同的载荷和约束，直式、U形和圆弧弯形平衡悬架心轴的应力云图分别见图4~6.(a)三维应力云图(b)截面应力云图图 4直式平衡悬架心轴的应力云图Fig.4Stress of spindle of vertical balance suspension(a)三维应力云图(b)截面应力云图图 5U形平衡悬架心轴的应力云图(a)三维应力云图(b)截面应力云图图 6圆弧弯形平衡悬架心轴的应力云图Fig.6Stress of mandrels of arc bending shapebalance suspension由上述分析计算的结果可知，在静载荷作用下直式平衡悬架心轴的最大应力为σ=47.0 MPa，U形平衡悬架心轴的最大应力为σ=59.0 MPa，圆弧弯形平衡悬架心轴的最大应力为σ=58.6 MPa.可见，在相同参数下，平衡悬架的中间传动连接轴为直式的悬架其心轴强度较好.2.2悬架心轴在颠簸下的有限元分析本文主要模拟汽车在不平道路上行驶时，汽车的另一轮子突然抬高对平衡悬架心轴强度的影响.对于一般路面，一个轮子抬高可使平衡悬架倾斜3°左右，将受力模型进行简化，把心轴的一端作为悬臂梁，分析平衡悬架的心轴，心轴的另一端所受载荷为4.989 t.各平衡悬架模型受力分析，直式、U形和圆弧弯形平衡悬架心轴的应力云图分别见图7~9.(a)三维应力云图(b)截面应力云图图 7直式平衡悬架心轴的应力云图Fig.7Stress of spindle of vertical suspension(a)三维应力云图(b)截面应力云图图 8U形平衡悬架心轴的应力云图Fig.8Stress of spindle of U(a)三维应力云图(b)截面应力云图图 9圆弧弯形平衡悬架心轴的应力云图Fig.9Stress of spindle of arc bending shapebalance suspension由上述分析计算的结果可知，在颠簸下直式平衡悬架心轴的最大应力为σ=311 MPa，U形平衡悬架心轴的最大应力为σ=401 MPa，圆弧弯形平衡悬架心轴的最大应力为σ=362 MP a.可见，在相同载重参数及考虑颠簸路况下，平衡悬架的中间传动轴为直式的心轴受力状态较好.3结论(1)运用Pro/ENGINEER和有限元软件可以建立直式、U形和圆弧弯形等3种形式载重汽车平衡悬架的应力分析计算模型，结合平衡悬架结构参数，并施加相应的边界条件，分别模拟在水平路面和颠簸路况2种情况下的载荷分布，对3种不同形式的平衡悬架心轴应力强度进行计算和比较，确定悬架结构承载时的关键受力点，为悬架结构优化设计及选型提供依据.(2)在静载和颠簸路况下直式平衡悬架关键部件心轴的受力比其他2种平衡悬架好.(3)与水平路面相比，载重汽车在颠簸路况下其3类平衡悬架心轴中的应力均显著增大.参考文献：［1］王静, 韩学礼, 齐向东. 载重汽车平衡悬架常见故障及其修理［J］. 森林工程, 2004,WANG Jing, HAN Xueli, QI Xiangdong. Usual malfunctions and maintenance of balanced suspension in medium truck［J］［2］樊卫平. TL3400矿用自卸车平衡悬架有限元分析［J］. 武汉理工大学学报, 2007,FAN Weiping. Finite element analysis of the balance suspension for TL3400 mineral［J］. J Wuhan Univ Tech［3］王磊, 金达锋. 全地形车中、后桥双横臂平衡悬架设计［J］. 拖拉机与农用运输车,WANG Lei, JIN Dafeng. Middle and rear double wishbone equilibrium suspension’s design ofall terrain vehicle［J］. Tractor & Farm Transporter, 2007, 3［4］张俊荣, 李建林, 邓勇, 等. 40 t重型汽车平衡悬架用推力杆的强度设计［J］. 汽车技术,vehicle equalizing suspension［J］22.［5］张建振, 常连霞, 马文松. 平衡悬架失效模式与影响的有限元分析［J］. 汽车技术,ZHANG Jianzhen, CHANG Lianxia, MA Wensong. FEM analysis on failure modes and effects of the equalizing suspension［J］［6］吴俊刚, 董益亮, 刘建军. 基于操纵稳定性的悬架参数优化［J］. 计算机辅助工程,WU Jungang, DONG Yiliang, LIU Jianjun. Optimization of suspension parameters based on vehicle handling stability［J］［7］于莉,吴光强.基于虚拟台架试验的后悬架疲劳分析［J］.计算机辅助工程, 2006,YU Li, WU Guangqiang. Analysis on fatigue life of rear suspension based on virtual test rig ［J］(编辑于杰)。

载重汽车3种结构形式平衡悬架模态分析苏继龙;连兴峰【摘要】为避免因路面振源频率与平衡悬架固有频率一致使平衡悬架系统发生共振,从而导致平衡悬架损伤或破坏的问题,对直式、U形和圆弧弯形载重汽车平衡悬架建模并划分网格,结合车身和平衡悬架的结构参数施加合理的边界条件,分别在有应力和无应力状态下用ANSYS分析3种平衡悬架的前10阶模态.结果表明3种平衡悬架的振动频率可有效避开一般路面的激振频率(1～20 Hz)；平衡悬架在有应力和无应力状态下的模态分析结果差别很小.【期刊名称】《计算机辅助工程》【年(卷),期】2012(021)002【总页数】4页(P21-24)【关键词】平衡悬架;模态;共振;有限元【作者】苏继龙;连兴峰【作者单位】福建农林大学机电工程学院,福州350002;福建农林大学机电工程学院,福州350002【正文语种】中文【中图分类】U463.33;TB115.10 引言钢板弹簧平衡悬架作为载重和专用车上常用的悬架系统，主要用于支撑车身并缓冲行驶中振动的车架与车轴之间的连接传力结构.在实际使用过程中，这些悬架易发生局部微裂纹和断裂破坏事故，对车辆的平顺性和通过性、安全性和可靠性等都会产生显著影响.［1-5］平衡悬架结构有其固有频率，而汽车在运行过程中也会受到路面和发动机等各种振源的激励，如果外来振源频率与平衡悬架固有频率一致将会发生共振，从而引起破坏.本文采用Pro/ENGINEER实现平衡悬架的三维建模，用ANSYS分析平衡悬架的模态.［6-9］重点分析在无初始应力状态时不同形式平衡悬架相应频率下的振型，保证设计的平衡悬架的固有频率避开路面激振频率，并分析和比较有应力状态时的平衡悬架振动特性，为模态分析实验提供基础.1 有限元模型建立和分析1.1 有限元模型建立平衡悬架CF153A的相关参数如下:轴径φ=100 mm，板簧中心 L1=1020 mm，装车距 L2=770 mm，下推力杆的中心距L3=820 mm.通过Pro/ENGINEER实现平衡桥支架、心轴、下推力杆座、板簧座和板簧等的建模及其安装.根据设计方案选择不同形式的心轴，分别建立直式、U形和圆弧弯形等3种平衡悬架的模型.选用三维实体单元SOLID45，所用材料为优质钢，材料参数如下:弹性模量E=210 GPa，泊松比υ=0.3，密度ρ=7.8 ×103kg/m3.由于整个平衡悬架的规模比较大，故只采用对称的一半结构进行建模分析.3种平衡悬架的网格划分见图1.图1 3种平衡悬架的网格划分Fig.1 Meshing of three types of balance suspensions1.2 无应力状态模态分析对平衡悬架在空载工况下进行模态分析.对平衡悬架在重力方向施加零位移约束.采用ANSYS的Subspace法求解平衡悬架的模态，该方法比较适合提取中型到大型模型的较少的振型，并可适用于大型对称矩阵特征值求解问题.Subspace法与Block Lanczos法的精度相同，故为减少内存占用量采用Subspace法.选择模态扩展阶数为10，将无应力状态项设为默认.3种平衡悬架前10阶振型固有频率见表1.表1 无应力状态下3种平衡悬架的前10阶振型固有频率Tab.1 First 10 order natural frequency of vibration modes of three types of balance suspensions without stress effect阶数固有频率/Hz直式 U形圆弧弯形10.53091E －04 0 02190.24 182.44 193.813247.67 247.35 248.504330.97 302.57 315.245363.16 366.71 367.366410.48 401.29 411.607424.65 423.80 422.918496.69 426.83 436.199835.35 758.63 761.3410 1000.10 771.09 774.31由表1可知，不同平衡悬架前8阶振型的固有频率相差很小，第9和10阶直式平衡悬架的频率明显高于其他2种结构的频率，U形与圆弧弯形平衡悬架的前10阶振动频率无较大差异;3种平衡悬架的前10阶振动频率与一般路面激振频率(1～20 Hz)相比，相差较大，可有效避开共振区.直式平衡悬架在第9阶时频率为835.35 Hz，整个平衡悬架变形较大，见图2;U形平衡悬架在第8阶时频率为426.83 Hz，整个平衡悬架变形较大，见图3;圆弧弯形平衡悬架在第8阶时频率为436.19 Hz，整个平衡悬架变形较大，见图4.由图2可知，当固有频率为835.35 Hz时，直式平衡悬架的主要变形在直轴处;由图3和4可知，U形和圆弧弯形平衡悬架主要变形在板簧处.在进行模态分析实验时，应着重考虑在这些大变形处增加检测点.图2 无应力状态下直式平衡悬架第9阶振型Fig.2 9th order vibration mode of vertical balance suspension without stress effect图3 无应力状态下U形平衡悬架第8阶振型Fig.3 8th order vibration mode of U-shape balance suspension without stress effect图4 无应力状态下圆弧弯形平衡悬架第8阶振型Fig.4 8th order vibration mode of arc bending balance suspension without stress effect1.3 有应力状态模态分析同样采用ANSYS的Subspace法求解有应力状态下平衡悬架的模态.与无应力状态下模态分析不同的是，首先用ANSYS对模型进行静力分析，再进行模态求解设置，最后进行模态求解，可求出10阶振型固有频率.以满载10 t工况进行平衡悬架模态分析.有应力状态下3种平衡悬架前10阶振型固有频率见表2.表2 有应力状态下3种平衡悬架的前10阶振型固有频率Tab.2 First 10 order natural frequency of vibration modes of three types of balance suspensions with stress effect阶数固有频率/Hz直式 U形圆弧弯形10.24141E －03 0 0.13988E －032190.27 182.46 193.833247.74 247.42 248.574331.22 302.72 315.425363.43 366.98 367.626410.64 401.43 411.747424.86 424.02 423.158496.81 427.09 436.419835.36 758.64761.3510 1000.80 771.09 774.31由表2可知，在有应力状态下，3种形式平衡悬架的振动频率与一般路面激振频率(1～20 Hz)相比，相差较大，同样可有效避开共振区.另外，由表1和2可知，有应力状态下3种平衡悬架的前10阶频率与无应力状态下的频率相差很小.有应力状态下3种平衡悬架对应的最大变形振型见图5～7.图5 有应力状态下直式平衡悬架第9阶振型Fig.5 9th order vibration mode of vertical balance suspension under stress effect图6 有应力状态下U形平衡悬架第8阶振型Fig.6 8th order vibration mode of U-shape balance suspension under stress effect图7 有应力状态下圆弧弯形悬架第8阶振型Fig.7 8th order vibration mode of arc bending balance suspension under stress effect2 结论(1)通过对直式、U形和圆弧弯形等3种平衡悬架的前10阶模态分析，可知3种平衡悬架在第8阶振型频率(0～500 Hz)之前，3者的频率相差很小;但直式平衡悬架相对于其他2种在第9和10阶振型频率(600～1000 Hz)相差较大.(2)通过直式、U形和圆弧弯形平衡悬架的前10阶振动频率与一般实际凹凸不平路面随机的1～20 Hz激振频率的比较可知，这3种平衡悬架均可避开共振区. (3)3种平衡悬架在有应力状态和无应力状态时的模态分析结果相差不大，由此可知，可直接在无应力状态下进行模态分析实验，结果同样适用且满足工程要求.参考文献:【相关文献】［1］HASSAN M，HAMID R R.Impact factors for a composite steel bridge using non-linear dynamic simulation［J］.Int J Impact Eng，2008，35(11):1228-1243.［2］王静，韩学礼，齐向东.载重汽车平衡悬架常见故障及其修理［J］.森林工程，2004，20(3):41-42.WANG Jing，HAN Xueli，QI ual malfunctions and maintenance of balanced suspension in medium truck［J］.For Eng，2004，20(3):41-42.［3］赵礼东，王元良，徐达.多轴平衡悬架新的结构形式及性能分析［J］.专用汽车，2003(5):10-12.ZHAO Lidong，WANG Yuanliang，XU Da.New structure and performance analysis of multi-axis balance suspension［J］.Spec Purpose Vehicle，2003(5):10-12.［4］胡玉梅，邓兆祥，王欣，等.汽车后悬架的非线性有限元分析［J］.重庆大学学报:自然科学版，2003，26(4):38-41.HU Yumei，DENG Zhaoxiang，WANG Xin，et al.Analysis of leaf suspension of vehicle using non-linear finite element［J］.J Chongqing Univ:Nat Sci，2003，26(4):38-41.［5］樊卫平.TL3400矿用自卸车平衡悬架有限元分析［J］.武汉理工大学学报，2007，29(6):137-139.FAN Weipin.Finite element analysis of the balance suspension for TL3400 mineral self-dumping truck［J］.J Wuhan Univ Technol，2007，29(6):137-139.［6］许本文.机械振动与模态分析基础［M］.北京:机械工业出版社，1998:51-54.［7］余卓平，江浩，陆雄华.非线性悬架系统频率特性数值解［J］.上海汽车，1998(2):36-39.YU Zhuoping，JIANG Hao，LU Xionghua.Frequency feature numerical solution of nonlinearsuspention system［J］.Shanghai Auto，1998(2):36-39.［8］吴学鹏，李世其，朱文革，等.硬盘磁头驱动机构悬架模态分析［J］.机械与电子，2004(1):6-8.WU Xuepeng，LI Shiqi，ZHU Wenge，et al.Modal analysis of HDD’s suspension［J］.Machinery ＆ Electron，2004(1):6-8.［9］刘晓东，吴入军.车床主轴箱模态分析［J］.机械设计与制造，2007(2):24-25.LIU Xiaodong，WU Rujun.Analysis of modality of lathe spindle box［J］.Machinery Des ＆ Manufacture，2007(2):24-25.。

汽车悬挂系统解析当我们驾驶汽车在路上飞驰时，很少会去深入思考汽车悬挂系统的重要性。

然而，这个看似不起眼的部分，却在很大程度上决定了我们的驾驶体验和行车安全。

汽车悬挂系统，简单来说，就是连接车身和车轮的一系列部件的组合。

它的主要作用可不仅仅是支撑车身重量那么简单，还包括减少车辆行驶中的震动、保持车轮与地面的良好接触，从而提高车辆的操控性和稳定性。

悬挂系统的组成部分较为复杂。

其中包括弹簧、减震器、连杆、摆臂等等。

弹簧的作用就像是一个缓冲器，能够吸收来自路面的冲击。

当车辆通过颠簸路段时，弹簧会被压缩，从而减轻车身的晃动。

而减震器则与弹簧协同工作，它的主要任务是控制弹簧的回弹速度。

如果没有减震器，弹簧在被压缩后会迅速回弹，导致车身不停地上下跳动，影响驾驶的舒适性和稳定性。

连杆和摆臂则负责传递车轮和车身之间的力，并保证车轮能够按照预定的轨迹运动。

它们的设计和材质对于悬挂系统的性能有着重要的影响。

在悬挂系统中，常见的类型有麦弗逊式悬挂、双叉臂式悬挂、多连杆式悬挂等。

麦弗逊式悬挂是应用非常广泛的一种悬挂形式，结构相对简单，成本也较低。

它由一个减震器和一个下控制臂组成，占用空间小，适用于大多数前置前驱的车辆。

但其缺点是在高速行驶和弯道操控时，稳定性相对较弱。

双叉臂式悬挂则在性能上有了显著的提升。

它有上下两个叉臂，可以更好地控制车轮的运动轨迹，提供更强的侧向支撑力。

这种悬挂形式常见于一些高性能跑车和运动型轿车上，但由于结构复杂，成本较高。

多连杆式悬挂则是在双叉臂式悬挂的基础上进一步发展而来。

通过多个连杆的协同作用，可以实现更加精确的车轮定位和运动控制，从而提供更好的舒适性和操控性。

不过，多连杆式悬挂的结构更为复杂，占用空间也较大，通常在中高端车型中使用。

除了悬挂的类型，悬挂的调校也至关重要。

不同的车型会根据其定位和目标客户群体，对悬挂进行不同的调校。

比如，运动型车辆的悬挂通常会比较硬，以提供更好的操控性能；而舒适型车辆的悬挂则会相对较软，以过滤掉更多的路面震动。

汽车结构之多轴汽车的平衡悬架如果多轴车辆的全部车轮都是单独地刚性悬挂在车架上，在不平道路上行驶时将不能保证所有车轮同时接触地面。

当使用弹性悬架而道路不平度较小时，虽然不一定会出现车轮悬空现象，但各个车轮间垂直载荷的分配比例会有很大改变。

当车轮垂直载荷变小甚至为零时，车轮对地面的附着力随之变小甚至为零。

转向车轮遇此情况将使汽车操纵能力大大降低以致失去操纵；驱动车轮遇此情况将不能产生足够的驱动力。

此外，还会使其他车桥及车轮有超载的危险。

全部车轮采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面的良好接触，但将使汽车结构变得复杂，对于全轮驱动的多轴汽车尤其是如此。

如果将两个车桥（如三轴汽车的中桥与后桥）装在平衡杆的两端，而将平衡杆的中部与车架作铰链式连接，一个车桥抬高将使另一车桥下降。

由于平衡杆两臂等长，使两个车桥上的垂直载荷在任何情况下都相等，这种能保证中后桥车轮垂直载荷相等的悬架称为平衡悬架。

1．等臂式平衡悬架等臂式平衡悬架是三轴和四轴越野汽车上普遍采用的一种平衡悬架结构形式。

钢板弹簧的两端自由地支承在中、后桥半轴套管上的滑板式支架内。

这样，钢板弹簧便相当于一根等臂平衡杆，它以悬架心轴为支点转动，从而可保证汽车在不平道路上行驶时，各轮都能着地，且使中、后桥车轮的垂直载荷平均分配。

2．摆臂式平衡悬架摆臂式平衡悬架主要用于6×2的货车上。

这种货车的结构特点是前桥为转向桥，中桥为驱动桥，后桥是可以升降的支持桥。

当汽车在轻载或空载行驶时，可操纵举升油缸，通过杠杆机构将后轮（支持轮）举起，使6×2汽车变为4×2汽车。

这不仅可减少轮胎的磨损和降低油耗，同时还可以增加空车行驶时驱动轮上的附着力。

为适应这种汽车总体布置的需要，中（驱动）桥和后（支持）桥就有必要采用摆臂式平衡悬架。

中桥的悬架采用普通纵置半椭圆钢板弹簧，后吊耳不与车架相连接，而是与摆臂的前端相连。

摆臂轴支架固定在车架上。

摆臂的后端与汽车的后桥（支持桥）相连。

平衡车的悬挂系统与减震效果现如今，平衡车作为一种新型个人交通工具，越来越受到人们的重视和青睐。

在日常出行和休闲娱乐中，平衡车的表现出色，它不仅具备出色的平衡性能，还能适应各种地形的运动需求。

其中，悬挂系统与减震效果是保证平衡车舒适性和安全性的重要因素。

悬挂系统在平衡车中的作用是支撑车身，吸收道路扰动，平衡车与地面的接触。

优秀的悬挂系统能够提供更加舒适、稳定的骑行体验，减缓对车身和骑手的冲击，同时保证车辆稳定性和操作性。

首先，平衡车的悬挂系统通常由弹簧和减震器组成。

弹簧可以吸收道路上的起伏和颠簸，减少车身的抖动和颠簸感。

而减震器则可以通过其内部的阻尼器，控制车身的回弹速度，保持车辆的稳定性。

通过这两个部件的合理协调配合，平衡车的悬挂系统能够有效减少车身的震动，提供更加平稳的骑行体验。

其次，悬挂系统的设计也与平衡车的类型有关。

一般来说，平衡车可以分为硬尾（Hard Tail）与全避障（Full Suspension）两种类型。

硬尾平衡车只具备前悬挂器，减震效果主要依靠车架和轮胎的弹性来缓解道路震动；而全避障平衡车则配备前后悬挂器，能够更好地吸收道路上的震动。

全避障平衡车相比硬尾平衡车在减震效果上更出色，适应性也更强，能够应对更加复杂的道路状况。

然而，悬挂系统设计的优劣并不仅仅取决于是否具备后悬挂器，还与其他因素如悬挂系统的材料、结构、减震器的类型等有关。

材料的选择不仅影响悬挂系统的重量、强度和耐久性，还会影响到减震效果。

常见的悬挂系统材料包括铝合金、碳纤维等，它们具备轻量化和高强度的特点，适合平衡车的使用需求。

同时，不同的结构设计也会对减震效果产生影响。

例如，采用双横臂设计的悬挂系统在吸收道路震动方面较传统的单臂结构更为出色。

减震效果是悬挂系统的核心指标之一。

为了达到良好的减震效果，减震器的选择非常关键。

常见的减震器类型包括液压减震器、气压减震器以及弹簧减震器等。

液压减震器通过油液的流动来吸收和压制车身的震动，能够提供出色的减震效果。

不同等级路⾯下车辆⾏驶平顺性分析龙源期刊⽹ /doc/646397620.html不同等级路⾯下车辆⾏驶平顺性分析作者：徐国英薛⼤兵姚新民来源：《⼭东⼯业技术》2017年第18期摘要：路⾯不平是车辆振动的基本输⼊，不同随机路⾯输⼊下，车辆的平顺性差异较⼤。

⽂中以某轻型车辆为例，分析了其悬架双质量模型的传递特性，推导了车⾝位移与路⾯激励位移的传递函数。

最后，根据我国对路⾯不平度的8级分类标准，计算出了在不同等级随机路⾯输⼊下车辆系统振动响应的均⽅根值，反映了不同等级路⾯输⼊下车辆的平顺性。

关键词：不同等级路⾯；平顺性；双质量模型；传递函数DOI：10.16640//doc/646397620.htmlki.37-1222/t.2017.18.2200 引⾔平顺性是评价车辆性能的⼀个重要指标，也是车辆发挥其机动性能的重要保证。

动⼒性再好，平顺性不过关。

车辆虽然能⾼速⾏驶但是由于乘员⽣理反应不得不降低车速，从不能使动⼒性能完全发挥，⼤⼤降低了车辆的使⽤性能。

车辆的平顺性主要是保持车辆在⾏驶过程中产⽣的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在⼀定的范围内，有乘员时以乘员的主观评价为主，载货车辆还包括保持货物的完好性能。

乘员的主观评价⼀般是通过加速度通过⼈体对振动的反应。

车辆⾏驶时，由路⾯不平以及发动机、传动系和车轮旋转部件激发了车辆振动。

通常，路⾯不平是车辆振动的最主要影响因素[1]。

路⾯不平引起的车辆振动与路⾯情况息息相关。

我国根据路⾯不平度的统计特性功率谱密度值，将路⾯分为如下8类：对不同等级路⾯激励下车辆平顺性差异的研究是加深对车辆地⾯相互作⽤理解的关键。

双轴车辆平顺性的研究通常选⽤车⾝车轮双质量系统[2-3]，该系统能反映车轮部分在范围产⽣⾼频共振时的动态响应。

1 车⾝位移与路⾯激励位移传递函数当悬架质量分配系数接近于1时，前后悬架系统的垂直振动⼏乎是独⽴的。

于是可以简化为如图1的两个⾃由度振动系统，这个系统除了车⾝外还反映了车轮部分的接地性，更加接近车辆悬架系统的实际情况。

考虑颠簸路况的装备悬挂性能试验研究车辆悬挂系统对于车辆行驶的稳定性和舒适性起着至关重要的作用。

在现实道路环境中，颠簸路况是无法避免的，因此对悬挂系统进行考虑颠簸路况的装备性能试验研究具有重要意义。

本文将从装备悬挂性能试验的意义、试验方法以及试验结果等几个方面进行论述。

首先，考虑颠簸路况的装备悬挂性能试验对于车辆安全性和乘坐舒适性具有重要意义。

在实际行驶中，颠簸路况会对车辆悬挂系统提出较高的要求。

如果悬挂系统对于颠簸路况的适应能力不足，将会导致车辆行驶过程中产生较大的颠簸感，不仅影响驾驶员的驾驶体验，还可能会降低乘坐者的舒适感，并且对车辆的操控性和行驶稳定性也会产生一定的影响。

因此，对于装备悬挂性能试验进行考虑颠簸路况的研究，能够为改善车辆行驶的稳定性和舒适性提供有力的依据。

其次，针对装备悬挂性能试验的方法，我们可以采用道路试验和试验台试验相结合的方式进行研究。

道路试验是直接将装备悬挂系统装在实际车辆上，通过选择不同路况进行试验，收集实际车辆在颠簸路况下的悬挂系统性能数据。

试验台试验则是在实验室环境中，通过模拟颠簸路况，使用试验台来模拟实际道路环境，对装备悬挂系统进行性能测试。

通过两种方法的结合，我们可以更准确地评估装备悬挂系统在颠簸路况下的性能表现。

在试验结果方面，需要关注的参数包括悬挂系统的响应速度、减震效果以及乘坐舒适度等。

悬挂系统的响应速度是指悬挂系统对道路颠簸进行响应、调整的速度，这关系到车辆行驶的稳定性。

减震效果是指悬挂系统对颠簸路况的减震能力，它直接影响到车辆的乘坐舒适性。

乘坐舒适度则是指悬挂系统在颠簸路况下对乘坐者的舒适感，包括减震性能、噪音控制等方面。

这些参数的准确度和稳定性是评估装备悬挂性能的重要指标，也是悬挂系统改进和优化的关键。

最后，我们可以通过试验数据对装备悬挂性能进行分析和评价。

根据试验结果，我们可以得出结论并提出改进建议。

例如，如果试验结果显示悬挂系统的响应速度较慢，我们可以建议增加悬挂系统的调整灵敏度或者优化悬挂系统的结构设计。

车辆悬挂系统保持平稳驾驶的重要组成部分车辆的悬挂系统是保证驾驶平稳性和安全性的重要组成部分。

它承受着来自车身、路面和各种外部力的冲击，起到减震、支撑和保持车辆平稳的作用。

本文将介绍车辆悬挂系统的功能、结构以及保持平稳驾驶的重要性。

一、悬挂系统的功能悬挂系统主要有以下几个功能：1. 减震功能：悬挂系统能够吸收车辆行驶过程中遇到的各种震动和颠簸。

当车辆行驶在不平坦的路面上时，悬挂系统通过减震器将冲击力转化为热能，从而减轻车身对乘客的影响，提供更舒适的乘坐体验。

2. 支撑功能：悬挂系统能够支撑车身并保持适当的高度。

它通过弹簧和其他结构将车身与车轮连在一起，支撑车辆的重量并分担由此产生的压力。

3. 保持平稳功能：悬挂系统能够保持车辆在行驶过程中的平稳性。

它调节车身的姿态，使车辆在平稳状态下行驶，减少因颠簸和侧倾而引起的不稳定因素。

二、悬挂系统的结构悬挂系统由减震器、弹簧、悬挂支架和悬挂臂等组成。

减震器是悬挂系统的核心部件，它能够吸收和消散冲击力，提供平稳的车身运动。

弹簧则支撑车辆重量，并参与对路面的补偿。

悬挂支架和悬挂臂起到连接和支撑的作用，保证悬挂系统的稳定性和牢固性。

三、车辆悬挂系统保持平稳驾驶的重要性保持平稳的驾驶对于行车安全和司机及乘客的舒适性至关重要。

下面是几个原因：1. 提高行车安全性：当车辆在高速行驶或刹车时，悬挂系统的效果会直接影响到车辆的稳定性和抓地力。

一个良好的悬挂系统可以保持车身平稳，减少迎风倾斜和侧倾，提高操控稳定性，降低发生侧翻等事故的风险。

2. 减少对驾驶员的疲劳度：当车辆行驶在崎岖不平的道路上时，强烈的颠簸和震动会加大驾驶员的疲劳度，降低工作效率和安全性。

通过良好的悬挂系统，车辆可以更好地吸收路面的震动，提供相对平稳的驾驶环境，减少驾驶员的疲劳感。

3. 保护车辆和乘客：悬挂系统的运作不仅可以保护车辆，还能保护乘客。

当车辆行驶在崎岖不平或起伏的道路上时，悬挂系统可以吸收路面冲击，减少车身和机械零件的磨损，延长车辆寿命。

悬架强度分析方法张振力;王连顺;李兆国【摘要】悬架是汽车重要的部件,悬架强度问题影响着整车的安全,前期强度分析至关重要.文章通过对某车型控制臂运用零部件分析方法与系统分析方法的对比,总结出设计前期零部件分析方法快速、便捷的优势.通过采用系统分析方法对某车型下摆臂3种方案的分析对比,体现出设计后期系统分析方法的精确性.在整车开发过程中,设计前期使用零部件分析方法,在设计后期采用系统分析方法,可有效发现悬架强度问题并进行规避.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P54-56)【关键词】悬架;强度;有限元;零部件;系统【作者】张振力;王连顺;李兆国【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心;河北省汽车工程技术研究中心【正文语种】中文在汽车产品的研制过程中，需要对零部件进行大量的强度与耐久性试验，包括台架试验和整车道路试验，这些试验不仅试验费用高、周期长，而且问题大多是出现在产品具备样件之后，对设计更改带来一定的难度。

通过有限元分析，可以在产品设计初期或产品实现前对结构强度进行粗略评价，找到结构的薄弱环节，提出合理的改进方案。

1 悬架强度分析原因强度分析的内容是反映结构抵抗破坏能力的一种标志，进行悬架强度分析是因为所有来自路面的载荷都要由悬架作用至车架或车身。

悬架是汽车重要的承载部件，其结构强度是设计过程中需关注的重要内容之一[1]。

悬架必须要满足一定的强度要求。

2 悬架强度分析常用方法悬架强度分析常用的2种方法为：零部件级分析方法和系统级分析方法。

2.1 零部件级分析方法采用多体动力学方法得到悬架硬点载荷，对单一结构进行分析的方法称为零部件级分析。

零部件级分析方法原理简单，而且容易将分析过程流程化、规范化，从而保证分析结果的准确性和一致性。

一般来说，在整车开发的初期，最初确定的是一些重要硬点（部件与部件之间的连接点）的位置及相关参数，然后由设计人员根据这些信息对相关零部件进行初步概念设计，在此阶段需要对单个零部件的结构强度及耐久性进行分析，并针对存在的问题提出改进意见，指导结构设计，使之逐步趋于合理。

操稳性悬架形式1、麦克菲逊悬架 12、双摆臂悬架 23、连杆式后悬架 34、3连杆式后悬架 45、拖曳式后悬架 5●零部件少，构造简单● 可以增大轮胎旋转角度，有效利用空间 ● 安装精度高，后倾、外倾的离散度小● 可以调高后倾刚度和轮胎转动方向（制动反作用力）的刚度。

● 根据拉杆和压杆，可以单独设定和平顺性和操稳性有关的前后左右的刚性。

缺点● 作为上下负重反作用力的分力的横向力施加在S/A 上，摩擦变大。

● 侧倾时对地的后倾变化较大● 后轮位置上，struck body 侧从车内伸出，曲轴和后席麦克菲逊悬架构造是带有支持车身的悬价支撑（具有保持车轮功能的同时减震（S/A ）功能的材料）和横拉杆（前后方向上有转动轴，配置在横向上的拉杆：下摆臂low arm ）的悬架方式（英福特的技术员麦克菲逊的参考方案）。

优缺点图A 麦克菲逊悬架优点：的空间变小。

提高性能的构造● 降低摩擦偏置螺旋弹簧、使其倾斜，通过其自重取消了作用在S/A 上的横向力，参考BMW 的方案（图b ）力的平衡 Fccos θ2-F L sin θ3=W ，Fcsin θ2- F L cos θ3=0Fc =Wcos θ3/cos(θ2+θ3)，F L =Wsin θ2/cos(θ2+θ3) Fc 1=Fccos(θ2 –θ1)，F c 2=Fcsin(θ2 –θ1)且，s,t 点的力矩来看，作用于支撑上下端的横向力F b ，Fa ：前后方向的定位构造● 拉杆或压杆式（I 型摆臂） ● 横向稳定杆兼用于前方的定位 （ 悬架）● A 型摆臂前后定位（A 型臂） 和S/A 并列设置螺旋弹簧，一般是在后轮位置，此时有必要对车轮前端方向进行定位，有时在下摆臂前后使用平行连杆。

A 型摆臂 压杆式图b 作用在S/A 上的横向力图 c 双枢轴下摆臂（double pivot low arm ） 一般都是将螺旋弹簧内置S/A 配置在下摆臂上。

有时也有用横向稳定杆代替螺旋弹簧。