汽车悬架上支撑结构优化研究.pdf

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1、汽车悬架上支撑结构优化研究王宇飞刘宜高谢涛王申旭丁光兴(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】针对某车型悬架上支撑与弹簧盘干涉而引出的结构匹配问题，对上支撑结构展开优化研究。首先在Abaqus中对上支撑进行建模，研究上支撑受力变形，确定了干涉产生原因。随后试验分析上支撑蠕变特性，同时得出通过改善橡胶配方来提升橡胶蠕变特性进而解决结构匹配问题的局限性。最后，对上支撑结构进行优化，保证上支撑与弹簧盘安全间隙的前提下实现了上支撑刚度特性基本不变；同时优化后的结构通过了耐久试验和仿真分析

2、。【Abstract】Accordingtoasuspensionstructuralmatchissuecausedbytopmountandspringplateintervene，topmountstructureisresearched．Firstly，topmountmodelisbuiltinAbaqus，anditsdeformationundercertainforceisstudied，andintervenecauseisconfirmed．Then，topmountcreepch

3、aracteristicisinvestigatedthroughexperiment；theresultalsoshowsthelimitationtoimproveanti—creepcharacteristicbytakingbetterrubberingredient．Finally，topmountstructureisoptimizedtoen—surethesafeclearancebetweenthetopmountandspringplate，meanwhile，optimizedt

4、opmoutstiffnessiskeepnearlythesame，anditpassesthefatigueexperimentalandsimulation．【关键词】悬架汽车结构匹配蠕变doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．06．03法对元件刚度特性、蠕变性能以及疲劳耐久性能0引言进行验证，此方法周期长，成本较高。应用有限元仿真技术进行静、动态性能的预测分析和设计改相比金属元件，橡胶弹性元件在满足车辆动进，进而实现橡胶制品的优化设计，可有效提高橡胶件的设计质量，缩

5、短产品开发周期，降低试制和力学性能方面有着显著特点和不可替代的优势，具体为：非线性刚度特性，具有多向刚度特性和阻实验的成本。尼特性，良好的高频动态隔振性，橡胶元件在汽车悬架系统中，尤其是现代轿车悬架系统中得到越1上支撑结构及问题介绍来越广泛的应用J。橡胶元件作为弹性元件，在承受一定载荷下会受力变形；同时由于蠕变特1．1上支撑结构性是橡胶的一个重要性能参数，其变形会随着时图1是某车型悬架上支撑结构示意图(自由间逐步增加_3J，因此，在悬架系统橡胶元件设计状态)。上支撑本身由橡胶以及骨架组成，橡胶硫时，尤

6、其注意其与周边零件的尺寸及结构匹配。化在骨架上，上支撑上端面与车身贴合。悬架系橡胶元件的设计过程中，一般采用试验的方统通过上支撑将减振器阻尼力以及弹簧承载力传收稿日期：2015—04—16上海汽车2015．06·13·力变形情况进行研究2上支撑受力及蠕变分析撑2．1上支撑受力分析住整车环境下，上支撑受力方式为受压，其承受来自轴承以及乍身的挤压当车辆转向时，上支撑受力的角度和主要承载的区域发生变化，其变形以及与弹簧盘的间隙也会变化，此通过试验来研究上支撑在不同丁况下的受力变形存在一定的局限性和复杂性考虑

7、到上支撑本身结构并不复杂，受力界面较为简单，此采用仿真分析的方法对上支撑受力变形进行分析。1_l支撑结构示意闭ABAQUS是一套功能强大的lT程模拟有限元1．2上支撑问题介绍软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析上支撑开发过程巾，结构的确定除了满足作到许多复杂的非线性问题。ABAQUS除了能解决为悬架和1身力传递特性外，还要考虑到与周边大量结构(应力／位移)问题，还可以模拟其他工程零件的配开发初期，整试验环境下，发现车领域的许多问题J在ABAQUS／CAE模块巾建辆转向时，在左、右前轮上方存枉尖锐

8、的摩擦异立上支撑多体动力学模型，并导人轴承以及弹簧响；经是m于上支撑下端橡胶与弹簧盘干涉导盘，规定上支撑受力界面上支撑与车身贴合处致，网2为f涉样件及干涉域俯视罔对十涉加载同定约束，作用力_JJfJ载轴承上，方向与轴承中样件J寸进行检测，发现弹簧盘十涉域处的尺心线重合。3为有限元模型。角尺寸超差。南罔纸规定尺寸的尺6超差为尺3。到3有限元模型不同的T况下，上支撑与弹簧盘问隙不同，车冬121涉样件及干涉域俯视闭辆满载，方向盘极限转角T况时，间隙最小，在此工