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底盤(pán)系統零件的振動(dòng)性能優(yōu)化技術(shù)
作者：
時(shí)間：2013-04-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖3 傳遞路徑分析
通過(guò)對不帶車(chē)輪的車(chē)橋進(jìn)行測試可以得到輸入剛度和傳遞剛度。對于相同的輸入位移，大的傳遞剛度意味著(zhù)在輸出端會(huì )產(chǎn)生大的力，相應地，這些動(dòng)態(tài)力對于汽車(chē)的振動(dòng)和聲學(xué)舒適性負有主要責任。圖3所示為傳遞剛度同頻率之間的關(guān)系。圖中，每一條線(xiàn)代表一個(gè)傳遞路徑，顏色是剛度分布的度量。圖中同時(shí)還展示了傳遞路徑作為頻率的函數隨頻率的變化而變化的特征。隨著(zhù)頻率的變化，最大力會(huì )出現在車(chē)身不同的位置上。這可以為整車(chē)廠(chǎng)提供有關(guān)車(chē)橋同車(chē)身之間可能發(fā)生的相互作用信息。整車(chē)設計中非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是要保證車(chē)身的共振頻率與車(chē)橋的共振頻率錯開(kāi)。
分析了懸架的輸入和傳遞剛度后就需要對帶有車(chē)輪的車(chē)橋進(jìn)行研究了。通過(guò)液力激振器對轉轂進(jìn)行正弦和隨機激振來(lái)實(shí)現對車(chē)橋的試驗分析。除了前面提到的力測量技術(shù)，該試驗還可以采用高速光學(xué)測量系統進(jìn)行檢測（見(jiàn)圖4）。光學(xué)測量系統測試所得的數據揭示了懸架在瞬態(tài)激勵下垂直方向上車(chē)輪跳動(dòng)的運動(dòng)曲線(xiàn)，以及對車(chē)橋的減振行為的評價(jià)，該評價(jià)分別在車(chē)輛的垂直方向和前后方向上進(jìn)行。對垂直方向上的減振性能起決定性影響的零件是減振器，另外，汽車(chē)所采用的前后副車(chē)架懸置的阻尼還會(huì )對汽車(chē)的操縱性能產(chǎn)生影響。
圖4 高速光學(xué)測量系統的安裝
除了所需的剛度特性和曲線(xiàn)外，零件設計中還需要考慮零件的使用壽命問(wèn)題。威巴克公司很多年前就已成功地利用有限元技術(shù)進(jìn)行零件的使用壽命預測，目標是如何在首次樣車(chē)上滿(mǎn)足零件使用壽命的要求。首先通過(guò)有限元工具將載荷/時(shí)間曲線(xiàn)轉化成應力或應變/時(shí)間曲線(xiàn)以便作出耐久性預測。計數技術(shù)，比如雨流計數，被用來(lái)對結果進(jìn)行分級，在下一步中，該結果將同材料特性聯(lián)系起來(lái)。材料的疲勞特性通過(guò)Woehler曲線(xiàn)或Haigh圖的形式來(lái)表示（見(jiàn)圖5）。計算所得的損壞因子為工程師提供了在實(shí)際載荷條件下零件使用壽命的指標。 
圖5 零件的疲勞設計
如果車(chē)橋總成臺架試驗結果與計算所得的結果一致，零件將被安裝在原型車(chē)上，最終設計是否成功將通過(guò)對整車(chē)的主觀(guān)以及客觀(guān)評價(jià)進(jìn)行驗證。
結語(yǔ)
為了實(shí)現對汽車(chē)的行駛平順性和內部聲學(xué)特性的改進(jìn)，不僅需要對單個(gè)零件進(jìn)行改進(jìn)，還需要對整個(gè)懸架系統的振動(dòng)影響進(jìn)行分析。
本文所述為威巴克公司在底盤(pán)系統振動(dòng)控制零件開(kāi)發(fā)時(shí)所采用的有關(guān)方法。試驗和模擬相結合的方法使得新一代車(chē)橋的開(kāi)發(fā)過(guò)程在時(shí)間和成本上效率更高。(end)
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