橡胶衬套对后扭梁悬架性能的影响分析

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摘要：在Adams/Car中建立后扭梁悬架模型，通过试验设计方法找出橡胶衬套各项刚度对悬架性能影响的贡献率，得出外倾角、前束角、悬架侧倾刚度及侧倾中心随衬套刚度的变化规律，最后选取影响悬架性能最大的刚度参数作为变量因子，对不同衬套刚度取不同的比例因子，通过Adams/Insight完成优化设计分析，并确定优化后的衬套刚度值.

关键词：衬套； 扭梁； 动力学； 优化分析

中图分类号：U441.5； U444.18； TB115文献标志码：B

0引言

随着汽车技术的不断发展，人们对汽车的要求也逐步提高，不仅要有良好的操纵性和可靠性，还要有良好的舒适性.研究表明，使用橡胶衬套等柔性连接可以满足车辆减振降噪的需求，还可以获得良好的悬架运动学特性，从而使车辆的操纵性和舒适性得到提高.

以后扭梁悬架为例，通过Adams/Car建立悬架模型，分析橡胶衬套对悬架性能的影响，利用Adams/Insight完成优化设计分析，找出优化后的衬套刚度值.

1衬套刚度对悬架性能的影响分析

1.1悬架模型的建立

采用SolidWorks建立悬架的三维模型，通过Patran和MSC Nastran分析计算得到后扭梁的柔性体模型（mnf文件），然后按照零部件及整车试验数据在Adams/Car中建立后扭梁动力学仿真模型，见图1.

按照汽车悬架设计理论，车轮外倾角和前束角在车轮上下跳动的过程中变化要尽量小，否则导致轮跳磨损加剧，还会影响整车转向性能不足.随着外倾角的增加，轮胎的侧向附着性能会降低，所以，外倾角的变化还同时影响汽车极限侧向加速度.若要保持高的极限性能，急速转弯行驶时承受大部分垂直载荷的外倾车轮应尽量垂直于地面，使轮胎胎面花纹与地面保持良好的接触.而悬架的侧倾刚度应该保证汽车在转向时车身侧倾不致过大，使乘客感到安全、稳定，还应使驾驶员具有良好的路感，确保安全高速行驶.侧倾刚度过大而侧倾角过小的汽车，缺乏汽车发生侧翻的感觉，同时使轮胎侧偏角增大，会使汽车增加过多转向的可能.同时，汽车侧倾角刚度增大，可以保证汽车转弯时使车身侧倾角的增大得到较好的抑制.然而，侧倾中心高度太大，会引起车轮跳动时轮距变化大，使轮胎磨损加剧，而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大，导致后轮外倾增大，减少后轮侧偏刚度，从而产生高速甩尾现象，降低车辆的可操控性.优化分析结果见表2和3.

3结束语

利用Adams/Car建立后扭梁悬架模型，通过灵敏度分析方法，准确地找到对车轮外倾角、前束角、悬架侧倾刚度及侧倾中心影响最大的衬套力和方向，进一步优化分析设计变量，并按照汽车悬架设计理论的要求，优化悬架的性能，成功得出优化后对应的衬套刚度值.结果表明，衬套刚度对悬架的性能有很大的影响，对悬架优化设计起到一定的指导作用.