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关于抗扭拉杆的几个问题探讨

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1、定义弹性中心:
现有的资料对Torque Rod的弹性中心有部位争议。个人认为Torque Rod的弹性中心应定义在Torque Rod的大衬套处:① 此处属于车身硬点,或为不动点;②Torque Rod的变形主要集中在大衬套处,小衬套刚度很大,某些情况下可以将动力总成/扭力杆/小衬套视为刚体。
         
图1 抗扭拉杆大小端衬套示意
2、应力分析计算加载:
PSA分析抗扭拉杆时将大衬套一端固定,小衬套加载。
GM分析抗扭拉杆时将小衬套端固定,大衬套端加载。

图2 GM应力计算
3、拉杆位移:
悬置系统匹配分析时可能需计算拉杆悬置位移量。注意此时得出的结果是小衬套load center处的位移,而整个拉杆的位移不能用简单的几个值表示,但可以通过包络面得出。
Torque Rod在承受发动机的侧向运动时,小衬套一端位移量很大,而大衬套仅发生扭转运动,平动位移量很小。
图3 拉杆位移计算
4、抗扭拉杆的三向静刚度:
Torque Rod的三向静刚度计算考虑动力总成对Torque Rod的加载方式,及固定大衬套与车身的连接骨架,在小衬套与发动机的连接骨架上加载(X、Y、Z),对于某一Torque Rod,得出三向静刚度如下表所示。在悬置系统匹配时常将Y和Z方向静刚度设为10N/mm,这和实际情况是相符的。
表1 拉杆三向刚度
Dir.    
X (N/mm)    
Y (N/mm)    
Z (N/mm)    
Static Stiff.    
52.5    
6.0    
3.4    
抗扭拉杆的X方向静刚度是否和大衬套X方向静刚度相差无几。下表表明,二者相差不大。注意一般情况下,Torque Rod的小衬套刚度很大(用很硬的胶料)。
表2 抗扭拉杆X向刚度
Dir.    
Torque Rod    
Bushing    
Static Stiff.    
52.5    
53.8    
5、抗扭拉杆 Y方向和Z方向静刚度是否需要设置非线性刚度?
实际情况是不应设置非线性刚度。因为在各类工况下,都不允许Torque Rod与周围结构干涉。
         

图4 抗扭拉杆与副车架配合
6、校核Torque Rod的运动空间:
在悬置系统匹配后,得出的扭力杆悬置位移量应为小衬套中心的位移量,采用FEA方法可以通过小衬套中心位移量校核整个Torque Rod的运动范围。
刚度
图5 运动范围校核
7、抗扭拉杆悬置的结构对NVH的影响有哪些?
1) 大衬套刚度:影响动力总成刚体模态,从而影响怠速工况的悬置隔振;
2) 小衬套刚度:影响后悬置本身的刚体模态,从而影响车辆升速过程中的舒适性;
3) 抗扭拉杆重量:影响后悬置本身的刚体模态。
图6 抗扭拉杆刚体模态计算
4) 带衬套副车架:后悬置拉杆Z向模态与副车架Rx模态过于接近,会引起共振带来booming。最后避频10HZ以上。

图7 某车型车内轰鸣声问题        
来源:汽车NVH云讲堂
非线性NVH
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首次发布时间:2023-04-21
最近编辑:1年前
吕老师
硕士 28年汽车行业从业经验,深耕悬置...
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