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1 橡膠襯套在懸架中的應(yīng)用 一 橡膠材料 二 橡膠襯套的組成 三 橡膠襯套的分類 目錄 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)及特性 五 橡膠襯套作用 六 橡膠襯套與懸架的關(guān)系 一 橡膠材料 天然橡膠由橡膠樹上流出的膠乳制取 大約有5000個異戊二烯 C5H8 單體構(gòu)成的一種鏈狀高分子 1 1天然橡膠 天然狀態(tài)下分子結(jié)構(gòu)呈線性 由很長的分子鏈構(gòu)成 分子鏈之間相互不產(chǎn)生交聯(lián) 具有較大的柔順性 一 橡膠材料 1 1天然橡膠 在外力作用下 分子鏈本身的伸張或收縮表現(xiàn)為天然橡膠的超彈性分子鏈之間的相互摩擦表現(xiàn)為天然橡膠的粘性分子鏈之間的錯動表現(xiàn)為天然橡膠的塑性 因此天然橡膠具有超彈性 粘性阻尼特性 大變形時的塑性三個重要的物理特性 且對溫度非常敏感 這些物理特性使其變得柔軟 膠粘 很少得到實(shí)際應(yīng)用 一 橡膠材料 1 2生膠 生膠 未硫化的橡膠膠料即沒有加入配合劑且尚未交聯(lián)的橡膠 屬于彈粘性體 在去除外力時不具備恢復(fù)原狀 一般由線型大分子或帶有支鏈的線型大分子構(gòu)成 可以溶于有機(jī)溶劑 可塑性和粘著性是生膠最重要的特性 混煉膠 生膠與配合劑經(jīng)加工混合均勻且未被交聯(lián)的橡膠 常用的配合劑有硫化劑 促進(jìn)劑 活性劑 補(bǔ)強(qiáng)填充劑 防老劑等 1 3混煉膠 一 橡膠材料 硫化膠 混煉膠在一定的溫度 壓力和時間作用下 經(jīng)交聯(lián)由線型大分子變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而得到的橡膠 一般不溶于溶劑 1 4硫化天然橡膠 橡膠的填充物通常是炭黑微粒 20nm 50 m 炭黑微粒的填充改善了分子鏈之間相對運(yùn)動時對分子鏈的磨損破壞 且增強(qiáng)了對機(jī)械能的耗散能力 使橡膠阻尼特性和彈性特性得到增強(qiáng) 硫化過程中硫原子在分子鏈的交疊處把天然橡膠分子鏈交聯(lián)在一起 硫化工藝加強(qiáng)了橡膠的強(qiáng)度和彈性 使之很難發(fā)生塑性變形 且減少了對溫度的敏感程度 一 橡膠材料 1 4硫化天然橡膠 橡膠的填充物通常是炭黑微粒 20nm 50 m 炭黑微粒的填充改善了分子鏈之間相對運(yùn)動時對分子鏈的磨損破壞 且增強(qiáng)了對機(jī)械能的耗散能力 使橡膠阻尼特性和彈性特性得到增強(qiáng) 一 橡膠材料 橡膠經(jīng)過硫化和填充兩個工藝后 其力學(xué)性能主要是彈性特性和阻尼特性 在不同的使用工況下 它們使橡膠件表現(xiàn)為兩種重要的特性 即靜態(tài)力學(xué)特性和動態(tài)力學(xué)特性 1 4硫化天然橡膠 橡膠材料的靜態(tài)力學(xué)特性是指在緩慢加載工況下 通常是線性加載 橡膠應(yīng)力應(yīng)變行為特性 橡膠元件的靜態(tài)力學(xué)特性是指在緩慢線性加載工況下 橡膠元件變形 t 與外力F t 的變化關(guān)系 稱為橡膠元件的靜剛度特性 一 橡膠材料 1 4硫化天然橡膠 橡膠材料的靜態(tài)特性 一 橡膠材料 動態(tài)力學(xué)特性是橡膠材料在受到大小和方向不斷變化的外力作用時表現(xiàn)出來的力學(xué)行為 是在加載正弦力作用下的應(yīng)力應(yīng)變行為特性 1 4硫化天然橡膠 二 橡膠襯套的組成 2 1橡膠襯套組成 外筒 內(nèi)筒 橡膠部分 二 橡膠襯套的組成 2 1橡膠襯套組成 常見的橡膠襯套很難提供在低頻振動控制時所需要的大阻尼 液壓襯套是一種可在一個較大的頻率范圍內(nèi)提供大阻尼和大剛度的振動控制元件 三 橡膠襯套的分類 壓縮型橡膠襯套能夠承受較大的載荷 多用于載荷大或橡膠空間余量小的場合 按照橡膠襯套的形狀 壓縮型 剪切型 復(fù)合型 14 三 橡膠襯套的分類 隔振塊 15 三 橡膠襯套的分類 剪切型橡膠襯套多用于希望主方向的彈簧常數(shù)特別低的場合或載荷輕的場合 16 三 橡膠襯套的分類 控制臂襯套 副車架襯套 17 三 橡膠襯套的分類 復(fù)合型橡膠襯套 在以上兩種橡膠襯套的彈簧常數(shù)比均不能達(dá)到要求時 常采用這種形式的橡膠襯套 這種襯套能夠承受剪切和壓縮載荷 18 三 橡膠襯套的分類 控制臂襯套 副車架襯套 19 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和特性 橡膠變形與剛度特性 20 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和特性 21 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和特性 橡膠筒形襯套與剛度特性 22 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和特性 2 對 1 若橡膠厚度增加一倍P方向剛度為1 2 3 對 2 嵌入中間板只能使Q方向剛度變硬 23 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和特性 4 若對端部配置橡膠 便形成如圖所示的特性 5 設(shè)計(jì)成有減弱槽結(jié)構(gòu) 可改變彈簧特性 24 四 橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和特性 靜剛度特性曲線的非線性是橡膠材料的非線性和金屬約束面的共同作用動剛度以及阻尼頻率隨頻率的增加而增大動剛度隨溫度增大而減小 隨振幅的增大而減小靜 動剛度隨橡膠材料的彈性模量增加而增加 25 五 橡膠襯套功用 橡膠的彈性模量較金屬的小 隔振減噪效果顯著橡膠0 2 8Mpa 金屬2 10GPa 5 1優(yōu)點(diǎn) 橡膠的形狀不受限制 各方向的剛度可在一定范圍內(nèi)自由的選擇 變更起來也較容易 能適當(dāng)?shù)倪x擇三個方向的彈簧剛度比 能很容易的與金屬件牢固結(jié)合 大大簡化了固定和支撐結(jié)構(gòu) 使整車質(zhì)量降低 另外與金屬容易結(jié)合使得襯套可以承受多方向的載荷 26 五 橡膠襯套功用 硫化橡膠的內(nèi)部摩擦比金屬內(nèi)部的摩擦大 且具有隨頻率增大而增大的傾向 故在共振時振幅較小 內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的阻尼可以吸收振動和沖擊能量 5 1優(yōu)點(diǎn) 27 五 橡膠襯套功用 隔振緩和從路面?zhèn)鱽淼恼駝蛹皼_擊 在不改變低頻段的隔振特性的前提下 能夠大大改善系統(tǒng)在高頻段的隔振效果隔離高頻固體振動 降低路面不平度引起的車內(nèi)噪聲 5 2功用 28 五 橡膠襯套功用 起萬向鉸的功能 可以避免一些零件在使用中受彎和早期磨損 5 2功用 通過調(diào)整易改變懸架的特性 實(shí)現(xiàn)懸架的精確設(shè)計(jì) 29 六 橡膠襯套與懸架 6 1橡膠襯套與前懸架 車輛在起伏路面行駛時 可認(rèn)為輸入輪胎的力是上下方向 Z方向的剛度小利于車輛的平順性 舒適性 車輛駛過道路接縫 減速帶等小凸起時 不僅有上下力 還有相當(dāng)大的前后力 X方向剛度小利于緩和沖擊 Y向剛度大 提高了汽車的橫向剛度 抗側(cè)傾性好 從而提高汽車的操控性 30 六 橡膠襯套與懸架 6 1橡膠襯套與前懸架 轉(zhuǎn)彎行駛受側(cè)向力時 圖中左轉(zhuǎn) 襯套A的變形小襯套B的變形大車輪產(chǎn)生負(fù)前束車輛趨于不足轉(zhuǎn)向 31 六 橡膠襯套與懸架 6 1橡膠襯套與前懸架 32 六 橡膠襯套與懸架 轉(zhuǎn)彎受側(cè)向力時 6 1橡膠襯套與前懸架 33 六 橡膠襯套與懸架 Fy 轉(zhuǎn)彎受側(cè)向力時 6 1橡膠襯套與前懸架 34 六 橡膠襯套與懸架 受縱向力時 b點(diǎn)側(cè)向位移大于a點(diǎn) b點(diǎn)退讓懸架被向后壓車輪前束 6 1橡膠襯套與前懸架 35 六 橡膠襯套與懸架 6 1橡膠襯套與前懸架 36 六 橡膠襯套與懸架 受縱向力時 6 1橡膠襯套與前懸架 37 六 橡膠襯套與懸架 6 2橡膠襯套與后懸架 車輛在起伏路面行駛時 可認(rèn)為輸入輪胎的力是上下方向 Z方向 主要是副車架襯套 的剛度小利于車輛的平順性 舒適性 車輛駛過道路接縫 減速帶等小凸起時 不僅有上下力 還有相當(dāng)大的前后力 X方向剛度小利于緩和沖擊 Y向剛度大 提高了汽車的橫向剛度 抗側(cè)傾性好 從而提高汽車的操控性 38 六 橡膠襯套與懸架 轉(zhuǎn)彎受側(cè)向力時 車輛左轉(zhuǎn) 6 2橡膠襯套與后懸架 襯套A的變形大襯套B的變形小車輪產(chǎn)生前束車輛趨于不足轉(zhuǎn)向 Fy 39 六 橡膠襯套與懸架 6 2橡膠襯套與后懸架 40 六 橡膠襯套與懸架 制動受縱向力時 6 2橡膠襯套與后懸架 X 縱臂襯套X方向軟制動時車輪后移 緩和沖擊 Fx 1 前控制臂拉桿短后控制臂長幾何學(xué)上車輪前束 Fx 2 前控制臂受拉后控制臂受壓前控制臂襯套側(cè)向剛度小于后控制臂襯套柔性轉(zhuǎn)向 負(fù)前束 41 六 橡膠襯套與懸架 制動受縱向力時 6 2橡膠襯套與后懸架 幾何學(xué)的前束和柔性轉(zhuǎn)向的負(fù)前束 實(shí)現(xiàn)車輪前束變小或變化為零 利于防止制動跑偏和保持制動穩(wěn)定性 42 六 橡膠襯套與懸架 6 2橡膠襯套與后懸架 43 THEEND謝謝