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底盘系统零件的振动性能优化技术

作者: 时间:2013-04-06 来源:网络 收藏

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图3 传递路径分析

通过对不带车轮的车桥进行测试可以得到输入刚度和传递刚度。对于相同的输入位移,大的传递刚度意味着在输出端会产生大的力,相应地,这些动态力对于汽车的振动和声学舒适性负有主要责任。图3所示为传递刚度同频率之间的关系。图中,每一条线代表一个传递路径,颜色是刚度分布的度量。图中同时还展示了传递路径作为频率的函数随频率的变化而变化的特征。随着频率的变化,最大力会出现在车身不同的位置上。这可以为整车厂提供有关车桥同车身之间可能发生的相互作用信息。整车设计中非常关键的一点是要保证车身的共振频率与车桥的共振频率错开。

分析了悬架的输入和传递刚度后就需要对带有车轮的车桥进行研究了。通过液力激振器对转毂进行正弦和随机激振来实现对车桥的试验分析。除了前面提到的力测量技术,该试验还可以采用高速光学测量系统进行检测(见图4)。光学测量系统测试所得的数据揭示了悬架在瞬态激励下垂直方向上车轮跳动的运动曲线,以及对车桥的减振行为的评价,该评价分别在车辆的垂直方向和前后方向上进行。对垂直方向上的减振性能起决定性影响的零件是减振器,另外,汽车所采用的前后副车架悬置的阻尼还会对汽车的操纵性能产生影响。

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图4 高速光学测量系统的安装

除了所需的刚度特性和曲线外,零件设计中还需要考虑零件的使用寿命问题。威巴克公司很多年前就已成功地利用有限元技术进行零件的使用寿命预测,目标是如何在首次样车上满足零件使用寿命的要求。首先通过有限元工具将载荷/时间曲线转化成应力或应变/时间曲线以便作出耐久性预测。计数技术,比如雨流计数,被用来对结果进行分级,在下一步中,该结果将同材料特性联系起来。材料的疲劳特性通过Woehler曲线或Haigh图的形式来表示(见图5)。计算所得的损坏因子为工程师提供了在实际载荷条件下零件使用寿命的指标。

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图5 零件的疲劳设计

如果车桥总成台架试验结果与计算所得的结果一致,零件将被安装在原型车上,最终设计是否成功将通过对整车的主观以及客观评价进行验证。

结语

为了实现对汽车的行驶平顺性和内部声学特性的改进,不仅需要对单个零件进行改进,还需要对整个悬架系统的振动影响进行分析。

本文所述为威巴克公司在底盘系统振动控制零件开发时所采用的有关方法。试验和模拟相结合的方法使得新一代车桥的开发过程在时间和成本上效率更高。(end)

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