橡胶衬套刚度对悬架弹性运动影响的研究

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。

减震器下衬套刚度对后多连杆独立悬架性能影响分析刘新田石少亮黄虎赵礼辉王岩松郭辉摘要：根据某车型硬点参数,建立后多连杆独立悬架模型.运用多体动力学和悬架系统运动学理论,在车轮跳动和制动力两种工况下,分析并讨论减震器下橡胶衬套的轴向刚度、扭转刚度和径向刚度变化对车轮定位参数及悬架性能的影响.分析可知:减震器下橡胶衬套的轴向和径向刚度对车轮定位参数及悬架影响不大,但是扭转刚度对车轮定位参数和悬架性能影响较大.关键词：多连杆独立悬架;橡胶衬套;刚度;减震器分类号：TH116;U463.33文献标识码：A文章编号：1001-3997(2010)10-0099-02Influence of the button rubber bush stiffness of the damper on the multi-link independent suspension performanceLIU Xin-tian SHI Shao-liang HUANG Hu ZHOU Li-hui WANG Yan-songGUO Hui基金项目：上海市高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金资助项目(GJD-07021),上海高校特聘教授(东方学者)岗位计划资助,上海高校知识创新工程(085工程)建设项目资助(JZ0901)作者单位：刘新田（上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620;上海理工大学能源与动力工程学院,上海,200093）石少亮（上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620）黄虎（上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620）赵礼辉（上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620）王岩松（上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620）郭辉（上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620）参考文献：[1]余强,郑慕侨.汽车悬架控制技术的发展[J].汽车技术,1994(9):1～6[2]夏长高,李磊.多连杆式悬架运动特性分析与结构参数优化[J].施拉机与农用运输车,2007,34(6):39～42[3]杨树凯,宋传学等.多连杆悬架与双横臂悬架运动学和弹性运动学特性分析[J].汽车技术,2006(12):5～8[4]洪嘉振.计算多体系统动力学[M].北京:高等教育出版社,1999[5]秦洪武,刘军.多连杆式前悬架的转向定位参数仿真计算研究[J].机械设计与研究,2002,18(3):19～21[6]宋传学,蔡章.基于ADAMS/CAR的双横臂独立悬架建模与仿真[J].吉林大学学报,2004.34(4):554～558[7]吴庆鸣,梅华锋等.基于ADAMS的连杆机构多体动力学仿真研究[J].工程设计学报,2005,12(6):344～347。

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。

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。

5.4 悬架弹性橡胶衬套特性与设计5.4.1研究意义1 研究的意义随着时代的发展，近年来对汽车的要求是乘坐舒适，高速，操纵稳定，豪华。

并且加紧研究解决有关公害、安全措施和噪音问题。

随着这些问题的研究解决，汽车上用的弹性件的种类逐年增加，现在据说已达几百种之多。

虽然防振橡胶的种类因汽车的车系、车型、车种以及因悬挂机构的不同而多少有些差异，但其有代表性的主要种类可归纳为如图5.4.1。

用橡胶作防振材料的主要理由如下。

1)橡胶的弹性模量与金属相比非常小，隔离振动的性能优越。

2)橡胶是不可压缩性的物质，泊松比为0.5。

能在应力与变形之间产生时间延迟，具有非线性的性质，适合作防振材料使用。

3)防振橡胶本身不会诱发固有振动，出现冲击性的谐振现象。

4)具有能自由选择形状的优点，可适当选择三方向的弹簧常数比。

5)容易和金属牢固地粘结在一起，可使防振橡胶本身体积小，重量轻，其支撑方法也很简单。

6)安装后完全不需要给油和保养。

7)橡胶弹簧可通过不同的配方和聚合物来选择其阻尼系数。

8)能在形状不变的情况下改变其弹簧常数；或者在弹簧常数不变的情况下改变其形状，这也是它的优点。

悬架系统承受车体重量，防止车轮上下振动传给车身，抑制簧下的不规则运动，传递动力、制动力和操纵时的侧向力等，从而保证汽车能够正常行使。

悬架可分为独立悬架和非独立悬架两个大类，而且每一类型中又有多种具体型式。

一般前悬架系统和操纵系统及发动机系统有密切关系，前悬架系统的布置会直接影响到乘坐舒适性和操纵稳定性。

近年来，在轿车独立悬架系统的设计开发过程中，采用刚度相对较小的弹簧来提高车辆的乘坐舒适性，就必然导致动行程过大等现象，从而直接影响到车辆的转向系统。

前悬架系统振动与车身晃动、路面冲击、车轮摆振等现象相关，为防止上述各种振动，车辆悬架系统中使用了许多防振橡胶。

橡胶衬套最初在车辆悬架系统中的大量使用，得益于其无需润滑，维修保养简单，可以校正车辆组装时的对准定向，修正各种误差等优点，得到广泛应用。

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车辆悬挂系统的一种重要形式，它采用橡胶材料作为弹簧和减震器，用以减小车辆碰撞所产生的冲击和振动。

相比传统的金属弹簧和液压减震器，橡胶悬置系统具有质量轻、成本低、噪音小、舒适性好等优点，因此在车辆悬挂系统中得到了广泛的应用。

橡胶悬置系统的研究主要集中在以下几个方面。

橡胶材料的性能研究是橡胶悬置系统研究的基础。

橡胶作为弹性材料，其力学性能对悬挂系统的性能有着重要影响。

研究人员通过对橡胶材料的拉伸、压缩、剪切等力学性能进行试验和模拟，分析其应力-应变关系、刚度、弹性模量等参数，以指导橡胶悬置系统的设计与优化。

橡胶悬置系统的结构设计是提高其性能的关键。

研究人员通过改变橡胶弹簧和减震器的材料和形状，设计新型的橡胶悬置系统结构。

采用多层橡胶结构、混合材料结构、蜂窝状结构等，以提高悬挂系统的减震性能和承载能力。

橡胶悬置系统的动力学研究是解决悬挂系统共振、悬架稳定性等问题的重要途径。

研究人员通过建立橡胶悬置系统的数学模型，分析系统的振动特性和共振频率，并通过优化系统的结构和参数来改善其动力学性能。

第四，橡胶悬置系统的制造与加工技术是保证其质量和可靠性的关键。

研究人员通过开发新的橡胶材料制造工艺，提高橡胶悬置系统的加工精度和一致性，以满足车辆制造商对产品质量的要求。

橡胶悬置系统的应用研究是将其应用于实际车辆的关键环节。

研究人员通过对实际车辆的试验与评价，分析橡胶悬置系统对车辆驾驶舒适性、操控稳定性、能源消耗等性能的影响，进一步提升橡胶悬置系统的性能和可靠性。

车辆橡胶悬置系统的研究涉及橡胶材料的性能、结构设计、动力学、制造与加工技术以及应用研究等多个方面。

这些研究将为提高车辆悬挂系统的性能、优化车辆的行驶舒适性和安全性，以及提高车辆的能效性能提供重要的支持和指导。