懸架襯套的特性與設計

1、5.4懸架彈性橡膠襯套特性與設計5.4.15.4.1研究意義研究意義1研究的意義隨著時代的發(fā)展，近年來對汽車的要求是乘坐舒適，高速，操縱穩(wěn)定，豪華。并且加緊研究解決有關公害、安全措施和噪音問題。隨著這些問題的研究解決，汽車上用的彈性件的種類逐年增加，現(xiàn)在據(jù)說已達幾百種之多。雖然防振橡膠的種類因汽車的車系、車型、車種以及因懸掛機構的不同而多少有些差異，但其有代表性的主要種類可歸納為如圖5.4.1。用橡膠作防振材料的主要理由如下。1)橡膠的

2、彈性模量與金屬相比非常小，隔離振動的性能優(yōu)越。2)橡膠是不可壓縮性的物質，泊松比為0.5。能在應力與變形之間產(chǎn)生時間延遲，具有非線性的性質，適合作防振材料使用。3)防振橡膠本身不會誘發(fā)固有振動，出現(xiàn)沖擊性的諧振現(xiàn)象。4)具有能自由選擇形狀的優(yōu)點，可適當選擇三方向的彈簧常數(shù)比。5)容易和金屬牢固地粘結在一起，可使防振橡膠本身體積小，重量輕，其支撐方法也很簡單。6)安裝后完全不需要給油和保養(yǎng)。7)橡膠彈簧可通過不同的配方和聚合物來選擇其阻尼

3、系數(shù)。8)能在形狀不變的情況下改變其彈簧常數(shù)；或者在彈簧常數(shù)不變的情況下改變其形狀，這也是它的優(yōu)點。懸架系統(tǒng)承受車體重量，防止車輪上下振動傳給車身，抑制簧下的不規(guī)則運動，傳遞動力、制動力和操縱時的側向力等，從而保證汽車能夠正常行使。懸架可分為獨立懸架和非獨立懸架兩個大類，而且每一類型中又有多種具體型式。一般前懸架系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)及發(fā)動機系統(tǒng)有密切關系，前懸架系統(tǒng)的布置會直接影響到乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。近年來，在轎車獨立懸架系統(tǒng)的設計開發(fā)

4、過程中，采用剛度相對較小的彈簧來提高車輛的乘坐舒適性，就必然導致動行程圖5.4.1汽車橡膠減振零部件分布圖5.4.1汽車常用的橡膠襯套(5.4.4)??2222222121)(ln4)1(3)1(16ln2kkkkknrrkkn???????如果式(5.4.3)的括號中沒有第二項，則式(5.4.3)便和式(5.4.2)相同，所以這一項是反映了彎曲變形的影響。對于長度隨半徑線性變化的襯套式橡膠彈簧，軸向剪切變形為：rF在近似計算時軸向剪切

5、剛度為：rP(5.4.5)1221121221ln)()(2rlrlrrrlrlGPr????對于切應力和半徑無關的襯套式橡膠彈簧，其軸向剪切剛度為：rP(5.4.6)12222rrGrlPr???2)同軸扭轉特性圖是襯套式橡膠彈簧同軸扭轉時的變形圖。長度隨半徑線性變化的襯套式橡膠彈簧的同軸扭轉剛度為：T(5.4.7)1222112122111)(4?????????????rrrrrlrlGT?切應力和半徑無關的襯套式橡膠彈簧，其同軸

6、扭轉剛度為：T(5.4.8)12222ln2rrGrlT??3)徑向變形和彎曲變形特征襯套式橡膠彈簧在徑向變形(圖5.4.2a)或者彎曲變形(圖5.4.2b)時，橡膠的應力狀態(tài)是非常復雜的，并且具有剪切、壓縮和拉伸應力綜合的特征。所以，有關特性的計算也比較復雜，這里只列出剛度的近似計算公式。徑向剛度為：rP(5.4.9)12ln)(rrGElPar???本文中將對橡膠彈性襯套的軸向剛度進行基于彈性理論基礎上的理論研究。為了研究方便，將研