橡胶衬套对悬架弹性运动与整车转向特性影响的研究
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车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是一种利用弹性材料实现车辆车身支撑、减震和隔振的技术。
相对于传统的金属悬挂系统,橡胶悬置系统具有较好的减震和隔振性能,能够提供更加舒适的行驶体验。
本文主要介绍橡胶悬置系统的研究进展。
1. 橡胶材料橡胶是橡胶悬置系统的核心材料,其性能将直接影响到整个悬置系统的性能。
目前,常用的橡胶材料包括天然橡胶、合成橡胶和氟橡胶等。
天然橡胶具有较好的弹性、韧性和防水性能,但其寿命较短,易老化。
合成橡胶的性能较为稳定,耐磨、抗老化,但弹性不如天然橡胶。
氟橡胶具有优异的耐溶剂、耐油、耐腐蚀和耐高温性能,但毒性较大。
2. 结构形式橡胶悬置系统的结构形式多种多样,常见的有橡胶弹簧式、双锥形橡胶支撑式、旋转式和气弹簧式等。
橡胶弹簧式结构简单、重量轻,适用于小型车辆,但其减震性能差。
双锥形橡胶支撑式具有较好的减震和隔振性能,但结构复杂,制造难度大。
旋转式能够在转弯时降低车身倾斜角度,但对橡胶材料的性能要求较高,适用范围较窄。
气弹簧式具有调节性能好,但结构较为复杂,维护难度大。
3. 优点和应用橡胶悬置系统相对于传统的金属悬挂系统具有以下优点:首先,橡胶弹性材料具有较好的减震和隔振性能,能够提供更加舒适的行驶体验;其次,橡胶材料重量轻、易加工,能够降低车辆整体重量,提高燃油经济性;第三,橡胶材料有一定的可塑性,能够适应不同的道路条件,提高路面适应性;第四,橡胶悬置系统的制造成本相对较低,可为汽车厂商降低成本。
橡胶悬置系统广泛应用于各类车辆中,尤其是高档车。
例如,丰田的雷克萨斯RX系列轿车采用了双锥形橡胶支撑式悬置系统,其减震效果得到了认可。
梅赛德斯-奔驰公司的S 级轿车也采用了橡胶悬置系统,其提供了出色的隔振和减震性能。
此外,橡胶悬置系统还应用于公共交通工具中,如城市公交车、轻轨列车等。
综上,橡胶悬置系统是一种具有较好减震和隔振性能的汽车悬挂系统。
随着橡胶材料技术和制造工艺的不断提高,橡胶悬置系统的性能将不断得到改善和提高,应用范围也将不断扩大。
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%¯40%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。
车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是指采用橡胶材料作为弹性元件的车辆悬置系统。
与传统的弹簧悬置系统相比,橡胶悬置系统具有更好的减震、隔振和噪音降低效果,对车辆的安全性、乘坐舒适性和驾驶稳定性等方面都有显著的提升。
本文将针对车辆橡胶悬置系统的研究进展进行综述。
一、橡胶悬置系统的结构和工作原理橡胶悬置系统可以分为两类:全橡胶悬置系统和半橡胶悬置系统。
前者是指整个车身以橡胶作为主要弹性元件,后者是指只有车轮挂载采用橡胶弹簧,车身则通过传统的弹簧和减震器悬置。
橡胶悬置系统的主要工作原理是利用橡胶的弹性变形来吸收和减缓车辆在行驶中所受到的震动和颠簸。
橡胶材料的优点在于它的弹性变形能量独立于外界温度和湿度等条件,因此具有更好的稳定性和可靠性。
同时,橡胶材料的阻尼能力也相对较强,能够有效降低车辆行驶中产生的噪音和震动。
1. 橡胶材料的研究橡胶材料是橡胶悬置系统的核心,其性能直接影响到系统的减震、隔振和噪音降低效果。
目前国内外在橡胶材料的研究上主要集中在以下几个方面:(1) 橡胶材料的种类和组成橡胶材料的组成对其性能影响较大。
在橡胶材料中常添加一些其他材料,如碳黑、二氧化硅、玻璃纤维等,以提高橡胶的强度、耐热性和耐久性等。
(2) 橡胶材料的制备工艺橡胶的制备工艺包括混炼、成型和硫化等环节。
不同的工艺参数和材料比例会影响橡胶的品质和性能。
对橡胶材料的性能测试是了解其性能、优化配方,以及验证合成材料的可靠性的基础。
目前主要测试方法有拉伸试验、硬度测试、动态力致热测试等。
2. 橡胶悬置系统的设计和优化橡胶悬置系统的设计和优化主要考虑三个方面:弹性元件的选材和形状、阻尼器的设计和性能,以及系统的动态特性。
(1) 弹性元件的选材和形状弹性元件的选材和形状直接影响到系统的减震效果和乘坐舒适性。
目前,采用的常见材料有天然橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。
同时,对于不同的车型和行驶环境,也需要设计不同形状和材料的橡胶弹簧。
(2) 阻尼器的设计和性能阻尼器的设计和性能是橡胶悬置系统中的关键环节。
橡胶衬套刚度对悬架运动特性的影响分析摘要:论文通过ADAMS/insight分析了橡胶衬套对定位参数的灵敏度问题,为有针对性的设计衬套和悬架提供了依据。
关键词:橡胶衬套;悬架;ADAMS/insight在现代汽车的悬架导向机构连接处越来越多的使用了橡胶衬套,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弹性运动学规律的影响[1]。
1 灵敏度函数为有效对悬架性能进行分析,需研究悬架系统函数对设计变量的敏感度。
参数灵敏度是系统的参数变化对系统动态性能的影响程度[1][2][3]。
若系统函数可导,在连续系统中其一阶灵敏度系统函数可表示为:(1)式中:—系统函数;—设计变量,;n—设计变量个数。
2 橡胶衬套参数和灵敏度分析在悬架结构尺寸、轮胎参数确定的条件下,橡胶衬套刚度的变化直接导致车轮定位参数的波动[4]。
论文中试验件为控制臂和橡胶衬套总成4个,分别为前摆臂、后摆臂、上摆臂和纵臂,表4.1给出了各个橡胶衬套的外形尺寸和连接对象,表4.2列出了1~7#橡胶衬套各方向的刚度值。
以试验测得的悬架模型中橡胶衬套1~7#六个方向的刚度为设计变量,通过ADAMS/insight来研究它们对车轮定位参数的影响。
为了方便起见,在灵敏度分析时,我们用衬套刚度的比例因子来代替设计变量。
此处所谓的比例因子,就是把原衬套的刚度值看作“1”,衬套刚度值变化后变为原来的r倍。
各设计变量的灵敏度分析结果,如图1所示。
(a)外倾角影响因素(b) 前束角影响因素图1 灵敏度分析结果图1是衬套对悬架定位参数灵敏度分析结果,其中Effect指的是某处坐标值变化引起的某参数的变化与该参数原值的比值,在这个过程中其他因素认为取其平均值。
Effect的值能很好的表现坐标值在扰动时引起的特性参数变化的情况。
从图1可以看出,7#、1#、5#衬套对外倾角、前束的影响较大。
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。
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 @ 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 @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)02-0324-06Influence of rubber bushing stiffness on suspension performanceGAO 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。
车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是一种采用橡胶材料作为悬置元件的承载系统,它能够减少车辆在行驶时的颠簸感和震动,提高车辆的悬挂舒适性和稳定性,减轻车辆对路面的冲击,提升驾驶员和乘客的乘坐舒适度。
目前,国内外关于车辆橡胶悬置系统的研究已取得一些进展。
在橡胶悬置系统的研究中,橡胶材料的选择是一个关键的问题。
不同类型的橡胶材料具有不同的力学性能和耐久性,对于橡胶悬置系统的性能影响也不同。
目前研究人员正在研究开发新型高性能橡胶材料,例如聚氨酯橡胶和有机硅橡胶,这些材料具有优异的抗老化性能和耐疲劳性能,能够有效提高车辆橡胶悬置系统的性能。
研究人员还在改进橡胶悬置系统的结构设计。
传统的车辆悬挂系统一般采用独立悬挂或者麦弗逊悬挂结构,而橡胶悬置系统则采用橡胶弹簧和减振器结合的方式,能够更好地吸收车辆行驶时产生的冲击力。
目前,研究人员正在研究采用可调节弹性橡胶材料的悬挂系统,通过调节材料的硬度和刚度,实现对悬挂系统的调节,提高车辆的悬挂舒适性和操控性能。
连接橡胶元件的结构设计也是橡胶悬置系统研究的重要方向。
传统的橡胶连接件采用胶粘剂或者金属夹紧件固定,但这些连接方式存在使用寿命短、易老化和易松动等问题。
为了解决这些问题,研究人员正在研究开发新型的连接技术,例如磁吸连接和机械锁紧连接等,这些连接技术能够提高连接的稳定性和耐久性,同时也能够减轻车辆重量。
值得一提的是,橡胶悬置系统的研究不仅仅局限于汽车领域,还涉及到轨道交通、航空航天等领域。
轨道交通橡胶悬置系统能够减少列车的噪音和振动,提高列车的运行稳定性和乘坐舒适度;航空航天橡胶悬置系统能够减轻飞机着陆时的冲击力,提高飞机的安全性和乘坐舒适度。
橡胶悬置系统的研究对于提升交通运输工具的性能和舒适性具有重要意义。
车辆橡胶悬置系统的研究正在不断取得进展,涉及材料选择、结构设计和连接技术等多个方面。
随着科技的不断进步,相信橡胶悬置系统将在未来得到更广泛的应用和发展。
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弹簧来减震和减振的汽车悬挂系统。
随着汽车工业的发展,橡胶悬置系统的研究也在不断深入,以满足人们对舒适性和安全性的需求。
本文将从橡胶材料的优势、系统结构和研究进展三个方面对车辆橡胶悬置系统进行深入探讨。
一、橡胶材料的优势橡胶材料作为车辆悬置系统的主要材料之一,具有许多优势。
橡胶具有良好的弹性和阻尼特性,可以有效地减震和减振。
橡胶材料具有较好的耐疲劳性和耐磨损性,可以满足汽车长时间运行的需求。
橡胶材料的重量轻、成本低、制造工艺简单,可以减轻车辆整体重量,提高燃油效率,并降低生产成本。
橡胶材料在车辆悬置系统中具有独特的优势,为系统的性能提升提供了重要支持。
二、系统结构车辆橡胶悬置系统一般由弹簧、减震器、防倾杆和橡胶支撑等组成。
弹簧承担着支撑车身重量和缓冲路面不平的作用,而橡胶支撑则起到缓冲和隔振的作用。
减震器则主要用于阻尼弹簧振动,提高行车稳定性和乘坐舒适性。
而防倾杆则可以减少车身倾斜,提高车辆操控性。
橡胶材料作为系统的主要弹性元件,起到了至关重要的作用,直接影响着车辆的悬挂性能和舒适性。
三、研究进展随着汽车工业的发展,车辆橡胶悬置系统的研究也在不断深入,涌现出许多新的技术和材料。
在橡胶材料方面,新型的聚合物材料和复合材料被广泛应用于橡胶悬置系统中,具有更高的强度、耐疲劳性和耐磨损性。
在系统结构方面,一些新型的悬挂结构设计被提出,如主动悬挂和半主动悬挂系统,可以根据路况和车速变化实时调节车辆悬挂刚度和减震阻尼,提高行车稳定性和乘坐舒适性。
一些新型的电子控制系统和传感器技术也被应用于车辆悬挂系统中,可以实现对车辆悬挂系统的智能化控制和监测,提高系统的性能。
随着电动汽车的普及和发展,车辆橡胶悬置系统也面临着新的挑战和机遇。
电动汽车的电池重量较大,对悬挂系统的要求更高,需要更高的减震能力和稳定性。
针对电动汽车的橡胶悬置系统研究也日益受到关注,将会有更多的创新技术被应用在此领域。
车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是车辆悬挂系统的一个重要组成部分,它在车辆行驶过程中起着重要作用。
随着科技的不断发展,车辆橡胶悬置系统的研究也在不断进步,为车辆的行驶安全和舒适性提供了更好的保障。
本文将介绍车辆橡胶悬置系统的基本原理、研究现状以及未来发展趋势。
一、车辆橡胶悬置系统的基本原理车辆橡胶悬置系统是指采用橡胶弹簧和减震器作为主要悬挂元件的悬挂系统。
橡胶弹簧具有较好的弹性和减震性能,能够有效地减少车辆在行驶过程中的震动和颠簸,提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
减震器则能够有效地减少车辆在行驶过程中的颠簸和抖动,保证车辆的行驶平稳和安全。
1. 橡胶材料的研究随着材料科学的发展,新型橡胶材料的研究也在不断进行。
目前,一些新型的高分子复合材料、纳米材料和功能性橡胶材料被用于车辆橡胶悬置系统中,具有较好的弹性和减震性能,能够有效地提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
2. 悬挂系统结构的优化设计通过对橡胶弹簧和减震器的结构参数进行优化设计,可以有效地提高车辆的悬挂性能。
一些研究表明,采用多孔橡胶材料和可调节减震器可以显著提高车辆的悬挂性能,降低车辆在行驶过程中的颠簸和抖动。
3. 悬挂系统动力学模拟分析采用计算机仿真和数值模拟的方法,可以对车辆悬挂系统进行动力学模拟分析,了解车辆在不同路况下的行驶性能。
这为悬挂系统的优化设计提供了理论依据和技术支持。
4. 橡胶悬挂系统的应用目前,橡胶悬挂系统已经广泛应用于各类车辆中,包括乘用车、商用车、高铁列车等。
一些车辆制造商也在不断改进和优化橡胶悬挂系统,提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
未来,车辆橡胶悬置系统的发展方向是研究和开发更高性能的橡胶材料,包括更高的弹性模量、更好的耐热性能和抗老化性能,以满足车辆在不同工况下的悬挂需求。
随着人工智能和智能制造技术的发展,未来车辆橡胶悬挂系统可能会实现智能化,包括自适应悬挂、主动悬挂和半主动悬挂等功能,以提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是指车辆悬架系统中使用橡胶材料作为减震和支撑元件的部分。
橡胶悬置系统作为车辆悬架系统的重要组成部分,直接影响着车辆的行驶性能、乘坐舒适度和安全性。
近年来,随着汽车工业的不断发展,车辆橡胶悬置系统也得到了广泛的研究和应用,并取得了一系列的研究进展。
本文将对车辆橡胶悬置系统的研究进展进行综述,介绍其在结构设计、材料选用、性能优化等方面的最新进展,并展望其未来的发展方向。
一、车辆橡胶悬置系统的结构设计橡胶悬置系统的结构设计是影响其性能的关键因素之一。
随着汽车制造技术的进步,现代车辆的悬架系统结构日益复杂,橡胶悬置系统的设计也在不断地进行改进和优化。
传统的橡胶悬置系统主要由弹簧和减震器组成,而现代车辆的橡胶悬置系统不仅包括传统的弹簧和减震器,还结合了主动悬架、空气悬架等新型技术,形成了多种多样的结构形式。
橡胶悬置系统的结构设计还受到车辆类型、用途和性能要求的影响,不同的车辆可能采用不同的橡胶悬置系统结构。
近年来,一些新型的橡胶材料和结构设计方法被引入到橡胶悬置系统中,取得了显著的性能提升。
采用非线性橡胶材料和复合材料设计新型的橡胶减震器,可以显著提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度。
橡胶悬置系统的性能主要取决于所使用的橡胶材料。
近年来,随着橡胶材料科学的不断发展,新型的橡胶材料被广泛应用于车辆橡胶悬置系统中,取得了显著的研究进展。
传统的天然橡胶和合成橡胶在橡胶悬置系统中仍然占据着重要地位,但由于其本身的性能限制,在一些特殊场合需要具有更高性能的橡胶材料。
近年来,一些新型的橡胶材料如丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等开始被应用于车辆橡胶悬置系统中,这些新型的橡胶材料具有更好的耐热性、耐油性、耐老化性等特点,可以有效改善橡胶悬置系统的耐久性和可靠性。
新型的橡胶材料还可以通过调整其分子结构和添加特殊添加剂来实现对橡胶材料性能的调控,使其更好地适应车辆悬架系统的要求。
综合以上分析,车辆橡胶悬置系统的未来发展方向主要包括以下几个方面:加强对新型橡胶材料的研究和开发,开发具有更高弹性模量、更好阻尼特性和更长使用寿命的橡胶材料,以满足汽车悬架系统对橡胶材料性能的更高要求。
橡胶衬套对后扭梁悬架性能的影响分析作者:胡礼龚成斌陈正康王存杰胡少洪来源:《计算机辅助工程》2013年第03期摘要:在Adams/Car中建立后扭梁悬架模型,通过试验设计方法找出橡胶衬套各项刚度对悬架性能影响的贡献率,得出外倾角、前束角、悬架侧倾刚度及侧倾中心随衬套刚度的变化规律,最后选取影响悬架性能最大的刚度参数作为变量因子,对不同衬套刚度取不同的比例因子,通过Adams/Insight完成优化设计分析,并确定优化后的衬套刚度值.关键词:衬套;扭梁;动力学;优化分析中图分类号:U441.5; U444.18; TB115文献标志码:B0引言随着汽车技术的不断发展,人们对汽车的要求也逐步提高,不仅要有良好的操纵性和可靠性,还要有良好的舒适性.研究表明,使用橡胶衬套等柔性连接可以满足车辆减振降噪的需求,还可以获得良好的悬架运动学特性,从而使车辆的操纵性和舒适性得到提高.以后扭梁悬架为例,通过Adams/Car建立悬架模型,分析橡胶衬套对悬架性能的影响,利用Adams/Insight完成优化设计分析,找出优化后的衬套刚度值.1衬套刚度对悬架性能的影响分析1.1悬架模型的建立采用SolidWorks建立悬架的三维模型,通过Patran和MSC Nastran分析计算得到后扭梁的柔性体模型(mnf文件),然后按照零部件及整车试验数据在Adams/Car中建立后扭梁动力学仿真模型,见图1.按照汽车悬架设计理论,车轮外倾角和前束角在车轮上下跳动的过程中变化要尽量小,否则导致轮跳磨损加剧,还会影响整车转向性能不足.随着外倾角的增加,轮胎的侧向附着性能会降低,所以,外倾角的变化还同时影响汽车极限侧向加速度.若要保持高的极限性能,急速转弯行驶时承受大部分垂直载荷的外倾车轮应尽量垂直于地面,使轮胎胎面花纹与地面保持良好的接触.而悬架的侧倾刚度应该保证汽车在转向时车身侧倾不致过大,使乘客感到安全、稳定,还应使驾驶员具有良好的路感,确保安全高速行驶.侧倾刚度过大而侧倾角过小的汽车,缺乏汽车发生侧翻的感觉,同时使轮胎侧偏角增大,会使汽车增加过多转向的可能.同时,汽车侧倾角刚度增大,可以保证汽车转弯时使车身侧倾角的增大得到较好的抑制.然而,侧倾中心高度太大,会引起车轮跳动时轮距变化大,使轮胎磨损加剧,而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大,导致后轮外倾增大,减少后轮侧偏刚度,从而产生高速甩尾现象,降低车辆的可操控性.优化分析结果见表2和3.3结束语利用Adams/Car建立后扭梁悬架模型,通过灵敏度分析方法,准确地找到对车轮外倾角、前束角、悬架侧倾刚度及侧倾中心影响最大的衬套力和方向,进一步优化分析设计变量,并按照汽车悬架设计理论的要求,优化悬架的性能,成功得出优化后对应的衬套刚度值.结果表明,衬套刚度对悬架的性能有很大的影响,对悬架优化设计起到一定的指导作用.。
车辆橡胶悬置系统的研究进展【摘要】本文主要介绍了车辆橡胶悬置系统的研究进展。
首先探讨了橡胶材料在车辆悬置系统中的应用,分析了其优势与不足。
然后介绍了橡胶悬置系统的性能优化研究以及基于橡胶悬置系统的仿真与实验研究。
最后通过实际应用案例展示了橡胶悬置系统在车辆工程中的重要性。
结论部分指出车辆橡胶悬置系统的研究仍在不断深入,橡胶材料为车辆悬置系统带来新的可能性,未来有望取得更多突破。
本文全面报道了车辆橡胶悬置系统的最新研究动态,有助于读者了解该领域的发展趋势和未来发展方向。
【关键词】车辆橡胶悬置系统、橡胶材料、性能优化、仿真研究、实验研究、优势、不足、应用案例、研究进展、深入研究、新可能性、突破、未来发展。
1. 引言1.1 车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是车辆悬挂系统中的一种重要形式,其研究进展对于改善车辆的行驶稳定性、舒适性和安全性具有重要意义。
随着科技的进步和材料的创新,车辆橡胶悬置系统的研究正在不断深入。
橡胶材料作为悬挂系统的主要组成部分,具有良好的减震性能、吸振能力和耐磨性,是目前车辆悬置系统中使用最广泛的材料之一。
近年来,随着对车辆悬挂系统性能要求的不断提高,橡胶悬置系统在车辆工程中的地位也逐渐凸显。
橡胶材料在车辆悬置系统中的应用不仅可以有效地减少车身的震动和噪音,提高行驶舒适性,同时也有助于降低车辆的整体重量,提高燃油经济性。
车辆橡胶悬置系统也面临着一些挑战和不足。
比如在高速行驶时可能出现悬挂系统过软或过硬的情况,影响了车辆的稳定性;橡胶材料的老化和疲劳特性也会影响悬挂系统的性能稳定性。
如何进一步优化橡胶悬置系统的性能,提高其耐久性和可靠性,成为当前研究的重点之一。
未来,随着材料科学和模拟仿真技术的不断发展,橡胶悬置系统的研究仍将持续深入。
我们有理由相信,橡胶材料的运用将为车辆悬置系统带来更多的可能性,未来可望在橡胶悬置系统领域取得更多突破,为改善车辆行驶性能和乘坐舒适性做出更大贡献。
车辆橡胶悬置系统的研究进展【摘要】本文介绍了车辆橡胶悬置系统的研究进展。
首先介绍了橡胶悬置系统的发展历史,从最初的简单结构到如今的复杂系统。
接着阐述了橡胶悬置系统的工作原理及橡胶材料在其中的应用。
然后探讨了橡胶悬置系统在汽车工业中的重要性,包括提高车辆行驶舒适性和稳定性的作用。
接下来分析了橡胶悬置系统的性能优势,如良好的减震效果和可调节性。
最后探讨了车辆橡胶悬置系统未来的发展方向以及在汽车工业中的前景展望,强调了其在提高车辆性能和乘坐舒适性方面的重要性。
通过本文的介绍,读者可以更加深入了解和认识车辆橡胶悬置系统,以及其在汽车工业中的应用前景。
【关键词】车辆橡胶悬置系统, 研究进展, 发展历史, 工作原理, 橡胶材料, 应用, 汽车工业, 性能优势, 未来发展方向, 舒适性, 稳定性, 前景展望.1. 引言1.1 车辆橡胶悬置系统的研究进展车辆橡胶悬置系统是指通过橡胶材料作为弹簧或减震器来支撑汽车车身,起到减震和保护车辆和乘客的作用。
近年来,随着汽车工业的快速发展,车辆橡胶悬置系统的研究也取得了一系列重要进展。
随着技术的不断创新和发展,橡胶悬置系统在汽车工业中得到了广泛的应用。
它能够有效减少车辆在行驶过程中产生的震动和噪音,提高车辆的行驶舒适性和稳定性。
橡胶悬置系统还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,能够有效延长汽车的使用寿命,降低维护成本。
未来,随着汽车工业的不断发展和人们对行驶舒适性和安全性的需求不断提高,车辆橡胶悬置系统将会迎来更大的发展机遇。
通过不断提高橡胶材料的性能和技术水平,进一步优化悬置系统的结构设计,将有助于提高车辆的行驶性能,满足人们日益增长的出行需求。
车辆橡胶悬置系统的研究进展将为汽车工业的发展带来新的动力,推动整个行业向着更加智能化、环保化和舒适化的方向发展。
2. 正文2.1 橡胶悬置系统的发展历史橡胶悬置系统的发展历史可以追溯到20世纪初。
最早的悬置系统采用的是弹簧和减震器来减少车辆的颠簸和震动。
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%¯40%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
各角度即便是在大的侧向加速度下仍较小,且各项分母第二项较小,可忽略,因此式(1)可线性化为
汽车质心瞬时曲率半径ρ=ν/dψdt,前后悬架的左右轮胎平均弹性侧偏角α1、α2为
将式(3)代入式(2)并消去式(2)中的β可得
式中:分母的第一项(δcl+δcr)/2为后悬架运动或弹性变形产生的左右车轮束角增量的平均值。
本文所阐述的便是其中悬架弹性变形引起的束角增量,这一增量是由连接悬架导向机构和车身的橡胶衬套在轮胎力作用下的弹性变形产生的。
可见,在汽车转弯运动时,如果后悬架衬套的弹性变形使得内侧车轮前束角δorl增加δcl,外侧车轮前束角δorr减小δcr,将使得(δcl+δcr)/2变大,从而使ρ变小,反之,ρ变大。
式(4)中分母的第二项(δl+δr)/2是前悬架左、右车轮的平均转向角,前悬架弹性变形也引起左、右车轮束角增量,本文在推导时分别把它们记入在δl、δr中,它们对ρ的影响类似于后悬架,感兴趣的读者可以把它们分开来推导。
式(4)中分母的第三项α1-α2反映的是轮胎弹性特性对ρ的影响,此非本文讨论的内容。
质心瞬时曲率半径ρ与整车的操稳性有直接关系。
为便于说明,将上述双轨模型简化为单轨模型,将整车看作具有绕z轴转动和沿y 轴横向移动的二自由度(y,ψ)系统。
设m、Iz分别为汽车总质量和绕z轴的转动惯量,前后轮胎侧偏刚度c1、c2取正值,δ为左、右轮平均转向角,系统矩阵形式的二阶微分方程为
研究系统稳态特性,则式(5)的二阶微分量为0,这样可推得K=(ρ/ρo-1)/u2。
其中K为稳定性因数,ρo=L/δ。
可见,ρ减小,则K减小,系统的不足转向量减小,反之亦然。
这样,上述悬架橡胶衬套弹性变形对ρ的影响便转化为对整车转向特性的影响,直观地阐明了悬架橡胶衬套弹性特性对整车稳态转向特性影响的机理。
2 仿真模型的建立及验证要精确研究橡胶衬套这样小的部件对整车动力学特性的影响,必须建立多自由
样机模型。
整车模型包括
系统的自由度数为令人满意的。
由图。