橡胶悬置高频动刚度的计算与试验研究

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随着世界汽车产业的蓬勃发展,越来越多的橡胶材料应用到汽车产业中。橡胶材料具有减振特性,而橡胶悬置是汽车重要的隔振元件之一。橡胶悬置的动刚度影响汽车的NVH性能,其对乘坐舒适性和操纵稳定性的影响较大。随着对电动汽车研究的深入,橡胶悬置高频动刚度的研究就愈发显得迫切,但是目前对橡胶悬置高频动刚度的的研究还是不够深入,为了指导橡胶悬置的开发设计,本文开展了如下研究工作:(1)橡胶材料本构模型参数模型与参数识别。对橡胶材料进行不同应变水平的单轴拉伸、等双轴拉伸、平面拉伸试验,获取实验数据以进行超弹性参数识别。设计橡胶材料试片测试工装并进行简谐动态剪切试验,获取橡胶材料的动刚度与滞后角数据,确定超弹性-广义Maxwell模型为来表征橡胶材料的动态特性模型,并提出了粘弹性参数识别方法,结合动刚度与滞后角数据识别频域粘弹性参数。(2)橡胶悬置高频动刚度计算与验证。对橡胶悬置的原点动特性及跨点动特性进行理论分析,确定橡胶悬置高频动刚度测试方法为跨点动特性测试方法。设计橡胶悬置测试工装并进行了实验测试,获取了不同预载、加速度幅值激励、胶料硬度、胶料种类的橡胶悬置高频动刚度数据。建立橡胶悬置高频动刚度仿真分析方法,将仿真分析结果与不同预载的实验测试结果进行对比,其相对误差均在15%以内,说明橡胶悬置高频动刚度仿真分析流程的有效性与参数识别的准确性。(3)研究悬置的结构对其高频动刚度的影响。研究对象分别是悬置外侧添加“橡胶凸片”和“二级隔振橡胶悬置”。以一款橡胶悬置为研究对象,对橡胶悬置凸片的安装方向、安装位置等多个方面进行仿真分析研究,总结了橡胶悬置凸片设计的方法,并通过实验验证其可行性。然后以某一款拉杆为研究对象,分别对大衬套、小衬套和拉杆分别进行有限元分析,显示二级隔振在高频时有较好的减振效果。后对二级隔振进行了附加质量材料与预载的影响因素分析。
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