两种典型橡胶衬套在不同荷载下的动刚度特性

驱动电机总成悬置系统的隔振性能对整车噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能有着重要的影响意义。目前纯电动汽车悬置普遍采用橡胶衬套类结构,结构相对简单,但对其动刚度性能要求高。文章选取两种典型的橡胶衬套,利用有限元技术详细分析了两种衬套在不同荷载下的动刚度表现形式,并着重分析对比了第一个峰值位置与不同预载的关系。分析结果表明,同为衬套类结构,因结构不同,其动刚度表现特性差别较大。

液压衬套和橡胶衬套对整车舒适性影响分析

文章主要通过计算机辅助工程(CAE)整车模型仿真、整车主观评价、客观测量,从理论分析和实践两个方面阐述液压衬套和橡胶衬套对整车舒适性的影响。结果表明,减速坎工况,液压衬套比橡胶衬套X向冲击减少40%。通过以上工作,为后续项目采用液压衬套打下坚实基础。

橡胶衬套对汽车转向器的质量影响研究

针对某型汽车转向器上的橡胶衬套展开研究,详细介绍了其造成的装配尺寸超差与振动试验共振问题及相应的质量风险,深入分析了导致问题的根本原因并提出了合适的改进措施。经过更新橡胶衬套尺寸成功提高转向器整体固有频率,最终通过了振动试验,并将经验教训总结为“潜在失效模式及后果分析”(FMEA)中,为其他类似转向系统的研发工作提供参考。

橡胶衬套电镀锌镍合金层与橡胶粘接工艺改进

对橡胶衬套中钢铁件电镀锌镍合金层与橡胶的粘接工艺进行改进,包括对电镀锌镍合金工艺进行优化、喷涂或刷涂较薄的底涂胶粘剂并预固化、喷涂或刷涂较厚的面涂胶粘剂。结果表明:与传统粘接工艺相比,采用改进粘接工艺的电镀锌镍合金层与橡胶的粘接力明显提高,钢铁件表面附胶率达到90%以上,粘接性能大幅提高。

添加橡胶块对橡胶衬套动刚度的影响研究

橡胶粘弹性参数的识别和合理的仿真简化模型是保障仿真结果可靠性的两个关键因素.文中提供了如何获取ABAQUS中橡胶粘弹性模型的材料参数方法,并建立了完善的橡胶衬套动刚度有限元分析模型.结果表明橡胶衬套动刚度曲线的仿真结果与实验结果有很好的相关性,表明建立的材料参数和仿真模型可以有效的模拟橡胶衬套的动态性能.在此基础上,采用有限元方法研究了橡胶块(也称为Flap)对橡胶衬套动刚度的影响.研究结果表明,Flap的添加可以有效的抑制衬套主体结构的振动峰值,改善橡胶衬套的动态性能.同时还发现,Flap的结构、位置均对衬套动刚度有一定的影响.

Kelvin-Voigt模型橡胶衬套对汽车行驶平顺性的影响分析

为研究汽车行驶平顺性受到悬架橡胶衬套的影响,依据Kelvin-Voigt橡胶衬套模型,采用虚拟坐标法,建立了包含橡胶衬套Kelvin-Voigt模型的6-DOF汽车振动模型。针对所建模型,采用线性滤波白噪声法建立前、后车轮路面激励模型,以C级随机路面激励为车辆振动系统输入,运用四阶Variable step length Runge-Kutta算法和傅里叶变换法对所建模型展开时域和频域仿真;分析匀速行驶工况下汽车座椅、车身、悬架动挠度及轮胎动载荷受到悬架橡胶衬套的影响;并将仿真结果与不包含橡胶衬套的6-DOF汽车振动模型相比较。仿真结果表明,在悬架系统中安装橡胶衬套确实能提升汽车行驶平顺性,增强轮胎接地性能。

橡胶衬套材料参数确定及有限元仿真

确定橡胶材料力学性能参数,较高精度地对橡胶部件进行力学特性仿真,对于汽车的操控性和舒适性有着重要的意义。基于汽车行业对橡胶零部件力学性能分析的需要,设计试验方案,对汽车控制臂衬套橡胶材料进行单轴拉伸、单轴压缩、平面拉伸试验;对材料试验中样件差异、预调次数、加载速度、夹持方法等对试验结果的影响进行分析,确定比较完善的橡胶材料试验方案。对试验数据进行处理,拟合获得材料模型参数;进行衬套静刚度试验,并使用获得的模型参数对试验进行仿真。仿真结果与试验符合较好。结果表明,采用的材料力学性能试验方法和参数拟合方法能够较准确地确定橡胶材料的力学性能参数,可为有限元仿真提供可靠的材料模型参数。

一种新型橡胶衬套理论模型及其参数识别

为了研究常用减振元件——橡胶衬套在减振方面的性能,建立了一种能准确描述其动态特性的理论模型。通过试验得到了橡胶衬套轴向的静、动态特性,对其频率相关性和振幅相关性进行了分析。首先,提出一种基于弹性单元、摩擦单元和若干个黏弹单元叠加的新型橡胶衬套模型;然后,根据试验结果进行参数识别;最后,通过比较得知,不同频率下衬套的动刚度和阻尼系数的仿真结果与试验结果规律一致,且最大误差分别只有5.99%和7.73%,满足工程应用的精度要求。

后悬架非对称式橡胶衬套弹性耦合特性

非对称式橡胶衬套在轴向和对称径向存在弹性耦合特性,对汽车的操纵稳定性有一定的影响。采用专用卡具在压力试验台上测量了非对称式橡胶衬套的力与位移特性。基于试验数据,采用三向耦合的弹簧阻尼系统表达了其弹性耦合特性,并在ADAMS/View虚拟样车模型中进行了相关仿真试验。与传统橡胶衬套相比,非对称式橡胶衬套能够产生随动转向,提高汽车操纵稳定性。

车用橡胶衬套的非线性有限元分析

为了提高汽车副车架用橡胶衬套的使用寿命,研究车用橡胶衬套的破坏机理及破坏原因,首先用HyperMesh软件完成衬套模型的网格划分,建立橡胶衬套的有限元模型,然后用ABAQUS/STANDARD仿真分析在静载荷作用下的橡胶衬套的应力分布情况。仿真分析结果的应力最大点正是橡胶衬套疲劳实验中裂纹破坏的起始点。由此可得,尽管导致橡胶衬套裂纹形成的原因被公认为是疲劳破坏,但依然可以通过有限元方法找到零件在受力时应力的最大点,也即是裂纹破坏的起始点,从而可以有针对的改进衬套的CAD模型,提高橡胶衬套的使用寿命。

车辆悬架中高频振动传递分析与橡胶衬套刚度优化

利用ADAMS与NASTRAN软件建立了某微型轿车整车刚柔耦合动力学模型。通过ADAMS/Vibration模块建立虚拟激振台,分析悬架在路面中高频段激励下的振动响应与传递特性。从提高悬架隔振性能的角度出发,分析了底盘/悬架系统中副车架、扭转梁和橡胶衬套对整车振动的影响。采用ADAMS中的DOE技术对悬架系统中几个主要连接衬套的刚度进行灵敏度分析,在ADAMS/Insight中对衬套刚度进行优化,通过改变衬套刚度提高整车振动性能。仿真结果显示,地板处的垂向加速度均方根值在整个研究频率范围内由477.9 mm/s2降至454.2 mm/s2,降低了5%。

橡胶衬套力学特性半经验参数化模型

综合考虑模型复杂程度、预测精度以及参数识别工作量因素,合理选择橡胶弹性元件半经验模型是进行整车底盘系统动力学仿真分析重要的基础性课题。针对目前应用的Kelvin-Voigt模型、三参数Maxwell模型、BERG模型和DZIERZEK模型进行模型结构特征、参数识别方法与特性预测精度的对比分析。在此基础上,综合说明四种模型的特点与适用场合。研究表明:Kelvin-Voigt模型与三参数Maxwell模型结构简单,参数识别容易,但仿真误差较大,可用于定性计算;BERG模型的摩擦单元能够实现振幅影响的分析,精度明显提高,参数识别工况适中。DZIERZEK模型同时包含弹性元件与摩擦元件,仿真精度最高,但因模型复杂需要大量参数识别试验。BERG模型和DZIERZEK模型都适用于定量仿真分析。

橡胶衬套对汽车悬架系统NVH性能影响研究

文章研究了悬架系统在不同路面激励下的NVH性能,将工况分为路面随机激励和脉冲激励2类,根据路面形状,脉冲激励又分为三角形凸块和正弦形凹坑脉冲激励(考虑刹车作用)2种。橡胶衬套刚度对悬架NVH性能有很大的影响,采用有限元软件分析其特性。参考有关资料选定对悬架NVH性能影响较敏感的衬套,建立了考虑其影响的半车模型,对比不同模型的仿真结果可以看出,衬套有效改善了悬架的NVH性能。将模型仿真结果与道路模拟机测试结果进行对比,验证了仿真模型的准确性。

含橡胶衬套的后悬架柔性扭力梁结构优化

基于刚柔耦合多体动力学理论,利用相关有限元和多体动力学分析系统Hyper-Works及MSC.Adams,建立包含橡胶衬套且具有刚柔耦合特性的复合扭力梁式后悬架模型。施加与实际受力情况一致的边界条件,依据企业试验标准进行结构强度计算。分析结果表明该扭力梁左右两端的局部应力较大。对该处进行相应结构改进和优化,再次进行仿真计算,发现优化方案较好地改善了扭力梁的应力分布,解决了该处因局部应力过大而导致的后悬架断裂的问题。

螺杆钻具橡胶衬套的生热及热力耦合分析

针对螺杆钻具中最易发生失效的定子橡胶衬套,应用传热学原理,采用有限元法分析了常规型和等壁厚橡胶衬套的热力耦合效应,讨论了橡胶温升的物理机理。分析了衬套的温度场分布特点,比较了温度变化对两种橡胶衬套的应力应变影响,研究了静压、转子转速、橡胶硬度、泊松比、地层温度和压差对衬套温升的影响。研究发现:常规型衬套温度场呈椭圆形分布,而等壁厚衬套温度分布较为均匀;温度越高,衬套的热应力和变形就越大;相同工况下,等壁厚衬套的温升及应力应变均小于常规型衬套;常规型衬套的温升随静压、转子转速和压差的增加而增大,随橡胶硬度、泊松比及地层温度的升高而减小,但这些参数对等壁厚衬套温升量的影响非常小。

基于悬架平顺性的导向机构与橡胶衬套的优化设计

应用多体系统动力学理论,在ADAMS/View中建立了某卡车四连杆非独立空气后悬架的虚拟样机模型,以车架质心位置响应的加权加速度均方根值作为平顺性评价指标,对其进行了平顺性分析。在此基础上,以车架质心处垂向加权加速度均方根值最小为目标函数,建立了其优化设计模型。对其进行试验设计分析以后,选取四连杆导向机构中各杆件的长度及其连接件橡胶衬套的刚度和阻尼为设计变量,应用序列二次规划算法进行优化分析。结果表明,选择合适的导向机构结构参数及橡胶衬套来匹配悬架结构中的空气弹簧,可以有效地提高车辆的平顺性。

橡胶衬套刚度对悬架特性的影响

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ADAMS/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ADAMS/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。

橡胶衬套高阶分数导数动力学模型的研究

以某车用摆臂橡胶衬套为研究载体,通过动态加载试验对其轴向频率相关性和振幅相关性进行了研究,建立了基于弹性单元、摩擦单元和高阶分数导数黏弹性单元并联的橡胶衬套模型;提出了一种基于动态邻居广义学习策略粒子群算法的高阶分数导数黏弹性单元参数识别方法,结合试验结果,识别得到了模型参数;进而将分数导数系数拟合为加载振幅的函数,提高了模型的整体预测精度和适用性。经过试验验证,所建立的模型能够精确地描述悬架橡胶衬套轴向的动态特性,对提高悬架系统及整车的动力学仿真精度有一定的意义。

一种新的橡胶衬套半经验动力学模型

提出了一种基于集成Dzierzek非线性静态弹性单元模型、分数导数粘弹模型与Berg平滑摩擦模型的橡胶衬套半经验参数化模型。结合某悬架用圆柱橡胶衬套对该模型进行了参数识别与仿真精度对比分析,同时对该模型进行了修正及验证。试验结果表明,修正模型在增加5个参数识别工况的条件下,显著提高了模型的仿真精度,增强了模型适用性。

悬架筒式减震器橡胶衬套刚度和拉脱力试验与计算分析

以一款悬架筒式减震器橡胶衬套为例,应用非线性有限元分析软件ABAQUS计算其各向刚度和拉脱力,并与测试值进行对比。计算结果与测试数据吻合证明了分析方法的有效性。另外,还计算和分析了缩径对橡胶衬套各向刚度的影响。结果表明,随着过盈量的增大,橡胶衬套的径向和偏摆刚度显著提高,轴向刚度缓慢降低,扭转刚度基本不变。