懸架襯套的特性與設(shè)計(jì)

1、5.4懸架彈性橡膠襯套特性與設(shè)計(jì)5.4.15.4.1研究意義研究意義1研究的意義隨著時(shí)代的發(fā)展，近年來(lái)對(duì)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(guān)公害、安全措施和噪音問(wèn)題。隨著這些問(wèn)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(shuō)已達(dá)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(jī)構(gòu)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(dòng)的性能優(yōu)越。2)橡膠是不可壓縮性的物質(zhì)，泊松比為0.5。能在應(yīng)力與變形之間產(chǎn)生時(shí)間延遲，具有非線性的性質(zhì)，適合作防振材料使用。3)防振橡膠本身不會(huì)誘發(fā)固有振動(dòng)，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(diǎn)，可適當(dāng)選擇三方向的彈簧常數(shù)比。5)容易和金屬牢固地粘結(jié)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(jiǎn)單。6)安裝后完全不需要給油和保養(yǎng)。7)橡膠彈簧可通過(guò)不同的配方和聚合物來(lái)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(diǎn)。懸架系統(tǒng)承受車體重量，防止車輪上下振動(dòng)傳給車身，抑制簧下的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，傳遞動(dòng)力、制動(dòng)力和操縱時(shí)的側(cè)向力等，從而保證汽車能夠正常行使。懸架可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架兩個(gè)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(dòng)機(jī)系統(tǒng)有密切關(guān)系，前懸架系統(tǒng)的布置會(huì)直接影響到乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。近年來(lái)，在轎車獨(dú)立懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)

4、過(guò)程中，采用剛度相對(duì)較小的彈簧來(lái)提高車輛的乘坐舒適性，就必然導(dǎo)致動(dòng)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(hào)中沒(méi)有第二項(xiàng)，則式(5.4.3)便和式(5.4.2)相同，所以這一項(xiàng)是反映了彎曲變形的影響。對(duì)于長(zhǎng)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(jì)算時(shí)軸向剪切

5、剛度為：rP(5.4.5)1221121221ln)()(2rlrlrrrlrlGPr????對(duì)于切應(yīng)力和半徑無(wú)關(guān)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(zhuǎn)特性圖是襯套式橡膠彈簧同軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形圖。長(zhǎng)度隨半徑線性變化的襯套式橡膠彈簧的同軸扭轉(zhuǎn)剛度為：T(5.4.7)1222112122111)(4?????????????rrrrrlrlGT?切應(yīng)力和半徑無(wú)關(guān)的襯套式橡膠彈簧，其同軸

6、扭轉(zhuǎn)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(shí)，橡膠的應(yīng)力狀態(tài)是非常復(fù)雜的，并且具有剪切、壓縮和拉伸應(yīng)力綜合的特征。所以，有關(guān)特性的計(jì)算也比較復(fù)雜，這里只列出剛度的近似計(jì)算公式。徑向剛度為：rP(5.4.9)12ln)(rrGElPar???本文中將對(duì)橡膠彈性襯套的軸向剛度進(jìn)行基于彈性理論基礎(chǔ)上的理論研究。為了研究方便，將研