圖3 傳遞路徑分析
通過(guò)對(duì)不帶車輪的車橋進(jìn)行測(cè)試可以得到輸入剛度和傳遞剛度。對(duì)于相同的輸入位移，大的傳遞剛度意味著在輸出端會(huì)產(chǎn)生大的力，相應(yīng)地，這些動(dòng)態(tài)力對(duì)于汽車的振動(dòng)和聲學(xué)舒適性負(fù)有主要責(zé)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(shù)隨頻率的變化而變化的特征。隨著頻率的變化，最大力會(huì)出現(xiàn)在車身不同的位置上。這可以為整車廠提供有關(guān)車橋同車身之間可能發(fā)生的相互作用信息。整車設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是要保證車身的共振頻率與車橋的共振頻率錯(cuò)開(kāi)。
分析了懸架的輸入和傳遞剛度后就需要對(duì)帶有車輪的車橋進(jìn)行研究了。通過(guò)液力激振器對(duì)轉(zhuǎn)轂進(jìn)行正弦和隨機(jī)激振來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車橋的試驗(yàn)分析。除了前面提到的力測(cè)量技術(shù)，該試驗(yàn)還可以采用高速光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)（見(jiàn)圖4）。光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試所得的數(shù)據(jù)揭示了懸架在瞬態(tài)激勵(lì)下垂直方向上車輪跳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)曲線，以及對(duì)車橋的減振行為的評(píng)價(jià)，該評(píng)價(jià)分別在車輛的垂直方向和前后方向上進(jìn)行。對(duì)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，汽車所采用的前后副車架懸置的阻尼還會(huì)對(duì)汽車的操縱性能產(chǎn)生影響。
圖4 高速光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的安裝
除了所需的剛度特性和曲線外，零件設(shè)計(jì)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(yù)測(cè)，目標(biāo)是如何在首次樣車上滿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)間曲線轉(zhuǎn)化成應(yīng)力或應(yīng)變/時(shí)間曲線以便作出耐久性預(yù)測(cè)。計(jì)數(shù)技術(shù)，比如雨流計(jì)數(shù)，被用來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，在下一步中，該結(jié)果將同材料特性聯(lián)系起來(lái)。材料的疲勞特性通過(guò)Woehler曲線或Haigh圖的形式來(lái)表示（見(jiàn)圖5）。計(jì)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(biāo)。 
圖5 零件的疲勞設(shè)計(jì)
如果車橋總成臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算所得的結(jié)果一致，零件將被安裝在原型車上，最終設(shè)計(jì)是否成功將通過(guò)對(duì)整車的主觀以及客觀評(píng)價(jià)進(jìn)行驗(yàn)證。
結(jié)語(yǔ)
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的行駛平順性和內(nèi)部聲學(xué)特性的改進(jìn)，不僅需要對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行改進(jìn)，還需要對(duì)整個(gè)懸架系統(tǒng)的振動(dòng)影響進(jìn)行分析。
本文所述為威巴克公司在底盤系統(tǒng)振動(dòng)控制零件開(kāi)發(fā)時(shí)所采用的有關(guān)方法。試驗(yàn)和模擬相結(jié)合的方法使得新一代車橋的開(kāi)發(fā)過(guò)程在時(shí)間和成本上效率更高。(end)
加入技術(shù)交流群
評(píng)論