汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究

建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型,当动力总成在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下,给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式;计算了一轿车动力总成质心位移和悬置支承点动反力的幅频响应,由此阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置滞后角峰值频率和滞后角峰值大小设计的方法。计算结果表明,利用该方法设计的液阻悬置的动态特性,可以有效地控制动力总成在垂直方向的振动和绕曲轴方向扭转振动,减小悬置支承点动反力的幅值,从而减小车身的振动和降低车内噪声。

汽车排气系统吊耳动刚度优化方法的研究

基于汽车排气系统吊耳传递的动态载荷最小、吊耳耐疲劳性最好,建立了考虑动力总成在内的排气系统振动分析模型。进行了排气系统的自由模态和约束模态的测试,并和计算值进行了对比分析,证明了所建立的排气系统振动模型的正确性。以吊耳的垂向动态载荷最小和其静变形量在一定范围内为优化目标,建立了排气系统吊耳动刚度优化模型。优化后,在怠速工况和2档全负荷加速工况下对车身底板驾驶员位置进行了振动响应测试,测试结果表明,利用优化后的吊耳刚度,能够有效降低车身底板的振动加速度,表明了阐述的排气系统建模和吊耳动刚度优化方法的有效性。文中建模与优化方法,对排气系统的吊耳动刚度计算与优化具有指导意义。

动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性分析

基于实验设计方法,仿真分析了汽车动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性。以某款车的动力总成悬置系统为例,计算了悬置静刚度对悬置系统固有频率和解耦率变化的贡献率,识别出了对悬置系统解耦布置影响较大的悬置静刚度参数。算例结果表明,悬置系统固有频率和解耦率的变化是多个刚度参数共同作用的结果,悬置系统三个平动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较小,三个转动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较大。该方法为设计解耦布置优良、稳健的动力总成悬置系统提供了一般的分析方法和理论依据。

橡胶隔振器动态特性计算方法的研究

填充橡胶材料的动态特性与预载、激振频率和激振振幅等相关。采用模型叠加方法,建立了用于计算的由填充橡胶材料制造的橡胶隔振器动态特性的弹性-粘弹性-弹塑性模型。其中,弹性模型用于表征橡胶隔振器的弹性部分,粘弹性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振频率的相关性,弹塑性模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅的相关性。对一试片进行静动态性能实验,得到其静、动刚度和滞后角,由其拟合得到了弹性、粘弹性、弹塑性模型的参数。计算了一动力总成橡胶隔振器的动态特性,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,采用的弹性-粘弹性-弹塑性模型可以较好地表征橡胶隔振器动态特性的振幅相关性和频率相关性。其计算方法,可以用于橡胶隔振器动态特性的设计计算。

汽车动力总成质心与惯性参数测试实验台的开发

介绍了一种基于三线扭摆法测试动力总成质心和惯性参数的测量方法和实验台的开发。该方法和实验台的特点是:(1)采用悬吊法悬吊被测试物体,因而容易保证被测物体的质心落在三线摆的扭摆轴线上;(2)计算质心与惯性参数的方法基于坐标变换,坐标变换中的数据由测量的坐标点计算得到。坐标点由三坐标测量仪测量得到,测试精度高。对一个长方形组合件的质心和惯性参数进行了测试,并和理论值进行了对比,表明了实验台具有测试简单、高效和文中的数据处理方法有效、精度高的特点。给出了一个动力总成质心与惯性参数的测试结果,分析表明基于该测试方法和数据处理方法建立的实验台和数据处理系统,具有较好的测试重复性和测试精度。

基于超弹性、分数导数和摩擦模型的碳黑填充橡胶隔振器动态建模

碳黑填充橡胶隔振器(以下简称"橡胶隔振器")的动态特性与预载、激振频率和激振振幅相关。实验测试了一橡胶隔振器的动态特性,建立了基于超弹性、分数导数和摩擦模型的橡胶隔振器动态特性的非线性模型,其中超弹性模型用于描述橡胶隔振器的弹性,分数导数模型用于表征橡胶隔振器动态特性的激振频率相关性,摩擦模型用于表征橡胶隔振器动态特性与激振振幅相关的特性,文中论述了建模方法和参数辨识方法。有限元分析获得橡胶隔振器的静态力-位移曲线,利用测试得到的橡胶隔振器在大振幅、低频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中摩擦模型的参数,利用测试得到的橡胶隔振器在小振幅、高频激励下的力-位移关系,拟合得到橡胶隔振器动态模型中分数导数模型的参数。利用建立的模型和拟合得到的参数计算分析了橡胶隔振器动态特性的振幅相关性、频率相关性和预载相关性,并与实验结果进行了对比分析。分析结果表明,建立的模型可以较好的描述橡胶隔振器的动态特性。

橡胶隔振器静态特性计算方法研究

对橡胶试件进行了单轴拉伸、等双轴拉伸和平面拉伸试验,获得了试件在各种受力状态下的材料应力-应变关系曲线,应用最小二乘法拟合得到了不同橡胶超弹性本构模型的参数。利用这些模型参数,计算了某汽车动力总成橡胶隔振器X,Y和Z方向静刚度,并与试验结果进行了对比分析;利用不同应变状态下应力-应变数据拟合得到的模型参数,计算了橡胶隔振器的X,Y和Z方向静刚度。同时,还研究了Mullin效应和体积压缩变形对静刚度的影响。

采用超弹性—粘弹性—弹塑性本构模型的橡胶隔振器动态特性计算方法

填充橡胶材料的动态特性与激振频率及激振振幅相关。基于本构模型叠加的方法,建立填充橡胶材料的超弹性-粘弹性-弹塑性本构模型。其中,超弹性模型用于表征橡胶材料的弹性特性,粘弹性模型和弹塑性模型分别用于表征橡胶材料动态特性的激振频率和激振振幅相关性。给出模型中参数的识别方法以及橡胶隔振器的动态特性与激振频率及激振振幅相关性的计算方法。由橡胶试件的简单剪切试验数据拟合得到模型参数,利用有限元分析方法计算一橡胶悬置的动态特性并与试验数据进行对比分析。结果表明,所建立的超弹性—粘弹性—弹塑性模型可以较好地表征橡胶材料动态特性的振幅相关性和频率相关性,可用于橡胶隔振器动态特性的预测与优化设计。

汽车悬架控制臂的拓扑优化与性能计算

建立了含有球铰和衬套的汽车悬架控制臂优化设计模型,利用拓扑优化技术对悬架控制臂进行了优化设计。论述了对控制臂拓扑优化时,其优化空间的确定和载荷工况的确定方法。根据优化结果,设计了控制臂。对该控制臂的应力、固有频率和刚度进行了计算。结果表明,建立的控制臂优化模型较真实地描述了控制臂的工作特性,优化结果更符合实际情况。

悬置支架的优化设计与疲劳寿命分析

针对某型轿车变速器悬置支架在道路试验中失效的现象,提出了有效的解决方案。建立了悬置系统动力学模型,进行动力学仿真分析并获得载荷数据。进而应用有限元方法对变速器支架进行分析;根据分析结果,使用连续体结构拓扑优化技术对支架模型进行优化设计;结合台架试验和疲劳寿命预测对变速器悬置支架疲劳寿命进行分析以验证改进方案的有效性和可靠性。

小振幅谐波位移激励下橡胶减振元件动态特性计算方法的研究

对基于超弹性-粘弹性模型计算橡胶隔振器动态特性的方法进行了研究。阐述了频域粘弹性理论及材料粘弹性参数的获取方法。使用简单剪切动态实验获得了材料的粘弹性参数,结合原有的超弹性模型参数,建立橡胶的超弹性-粘弹性模型,并将该模型应用于简单剪切试件的动态特性计算,计算与实验的对比结果表明:经过静态误差系数修正后的简单剪切试件动态特性与实验值误差较小,且不受超弹性模型的影响。以一悬架橡胶衬套为例,针对不同衬套的缩径量,对橡胶衬套的静、动态特性进行了计算和比较。文中所述的方法将有助于橡胶减振产品的动态特性预测。

汽车排气系统吊耳及设计原则

介绍汽车排气系统吊耳的典型结构,分析其结构特点和应用车型;结合吊耳承重和隔振性能的要求,论述吊耳设计原则;对不同的设计方案进行对比分析,阐述这些方案对吊耳性能的影响。

带防扭拉杆的动力总成悬置系统位移计算方法

在考虑悬置扭转刚度的条件下,为带防扭拉杆的动力总成悬置系统建立了包括拉杆模型在内的动力总成-拉杆系统计算模型。利用该模型,计算了一实际的动力总成悬置系统中动力总成的位移、悬置的位移和力。结果表明,在动力总成承受大转矩或碰撞的工况下,采用实际的拉杆模型(两点模型)能得到更准确的计算结果。

汽车动力总成悬置耐久性模拟试验研究

探讨了悬置道路模拟实验中频响函数的建立和路谱迭代方法。以某款轿车的发动机液压悬置为研究对象,在试验场采集了悬置的道路载荷谱。通过基于远程控制参数技术(RPC)对发动机悬置道路载荷谱进行了重构,重构的道路载荷谱达到了预期的精度要求。论述了建立悬置路谱模拟试验的总载荷序列的方法。应用文中的方法,在MTS833试验台架上对液压悬置进行了道路模拟耐久性试验,试验结果表明,所采用方法可成功用于悬置耐久性试验。

基于运行模态法的动力总成刚体模态试验研究

介绍两种基于运行模态法的动力总成刚体模态参数识别方法,即频域分解法与时域随机状态子空间辨识法。发动机怠速工况下,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统在垂向跳动与绕侧向俯仰的刚体模态,并且可以识别出动力总成怠速激励下的谐波模态;而动力总成受到白噪声激励,运行模态法可以识别出动力总成悬置系统的全部六自由度刚体模态。从对比可知,运行模态法识别的模态参数与常规试验模态法结果基本一致,表明利用工况激励法进行模态参数识别是行之有效的。

汽车悬架控制臂液压衬套动态特性实测与计算分析

在汽车悬架系统中,为了满足其低频振动控制和高频隔振性能的要求,对控制臂衬套动态特性的要求是不一致的。常见的橡胶衬套很难提供在低频振动控制时所需要的大阻尼。液压衬套是一种可在一个较大的频率范围内提供大阻尼和大刚度的振动控制元件,目前它在悬架系统中得到了广泛的应用。介绍了可在径向或轴向方向提供大阻尼和大刚度的两种结构型式的液压衬套,实验测试了它们的静态特性、动刚度和阻尼及其与激振频率和激振振幅的相关性;建立了液压衬套动特性计算分析的集总参数模型,利用该模型计算分析了一液压衬套的动刚度和滞后角,计算结果和实验值的对比结果证明了模型的正确性。最后给出了液压衬套在解决由于路面或车轮不平衡激励而引起方向盘振动问题的应用实例。

车型系列中动力总成悬置系统的设计

以车型系列中动力总成悬置系统的固有特性优化和位移控制为设计要求,以悬置的静刚度和安装位置作为优化变量,提出了在共用一套结构相同的悬置基础上的车型系列动力总成悬置系统固有特性的优化方法。论述了车型系列中动力总成悬置系统的位移控制设计思想,以车型系列中质量最大的动力总成作为基准,设计各个悬置的力-位移特性曲线,然后对其它动力总成悬置的位移进行核算。最后给出了一计算实例,结果表明优化后的同一套结构的悬置在车型系列中各动力总成上均能获得良好的固有频率分布,同时能满足在不同行驶工况下,各个动力总成的位移控制要求。

汽车悬架系统中的橡胶-金属元件

汽车悬架系统是汽车的一个重要子系统,对汽车的操纵稳定性和平顺性具有重大影响。悬架系统中的橡胶-金属元件主要作用是减振和保证悬架的顺从性。各个元件在 汽车悬架系统中的位置如图1所示。