理论教育 汽车悬架设计计算:一种等刚度负荷分配法

汽车悬架设计计算:一种等刚度负荷分配法

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓等刚度负荷,就是各轴悬架刚度相等时各轴悬架的载荷或各轴的轴负荷。虽为同一组刚度,但由悬挂质体载荷决定的为各轴悬架载荷,而由整车总负荷决定的则为各轴的轴载荷。由式(4-8)可知,等刚度载荷Pi为式中,为考察负荷分配的均匀性,还需要用式(4-9)和式检验负荷分配比λP和频率分配比λN。⑤用式计算各轴等刚度负荷。此值说明各轴悬架负荷分配较为均匀。

汽车悬架设计计算:一种等刚度负荷分配法

所谓等刚度负荷,就是各轴悬架刚度相等时各轴悬架的载荷或各轴的轴负荷。虽为同一组刚度,但由悬挂质体载荷决定的为各轴悬架载荷,而由整车总负荷决定的则为各轴的轴载荷。

各轴悬架刚度相等,其优点是各轴悬架结构可以通用,简化设计制造,降低成本,方便维修。下面建立计算公式并举例计算。

1.计算公式的建立

等刚度的数值,从理论上说有无穷多组,但到底取什么样的数值才算合理呢?这和设计要求有关。假设要求悬挂质体(整车)质心面处的频率为N,那么便可导出各轴悬架的刚度值ce了。

根据所要求的频率N,便可求出悬挂质体(整车)质心面处的变形量为

式中 N——设计要求的悬挂质体(整车)质心面处的频率(次/min)。

由式(4-11),可得质心面处的刚度为

根据式(4-7)的关系,可以导出所要求的各轴的等刚度ce的计算公式:

式中 n——多轴汽车的轴数;

l——质心到第1轴的距离(cm);

li——各轴到第1轴的距离(cm)。

由式(4-8)可知,等刚度载荷Pi

式中,978-7-111-51964-5-Chapter04-21.jpg

为考察负荷分配的均匀性,还需要用式(4-9)和式(4-10)检验负荷分配比λP和频率分配比λN

2.计算示例

某6轴汽车(n=6),悬挂质体负荷P=600600N,悬挂质体质心面至第1轴的距离l=700cm,各轴至第1轴的距离:l1=0cm,l2=220cm,l3=680cm,l4=900cm,l5=1120cm,l6=1340cm。设计要求:质心面处的频率N=95次/min。求各轴悬架的等刚度(均布刚度)ce和各悬架负荷Pi。(www.daowen.com)

具体计算:

①用式(4-11)计算质心面处的变形量为

②用式(4-12)计算质心面处的刚度为

③用式(4-13)计算各轴悬架的等刚度:

式(4-13)中的978-7-111-51964-5-Chapter04-24.jpg

式(4-13)中的978-7-111-51964-5-Chapter04-25.jpg

④用式(4-4)计算振动中心距为

负值说明振动中心距在右侧。

⑤用式(4-14)计算各轴等刚度负荷。

式(4-14)中的978-7-111-51964-5-Chapter04-28.jpg

式(4-14)中的978-7-111-51964-5-Chapter04-29.jpg

⑥用式978-7-111-51964-5-Chapter04-31.jpg计算各轴悬架的频率,计算结果:

N1=93.6次/min,N2=94次/min,N3=95次/min,N4=95.4次/min,N5=95.9次/min,N6=96.4次/min

⑦用式(4-9)计算负荷分配比:λP=P1/P6=103263.4/97289.6=1.06。此值说明各轴悬架负荷分配较为均匀。

⑧用式(4-10)计算频率分配比:λN=N6/N1=96.4/93.6=1.03。此值说明各悬架频率分配相当好!

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