《液阻悬置》第2章液阻悬置的性能评价与实验研究

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1、第二章液阻悬置的性能评价与实验研究第二章液阻悬置的性能评价与实验研究2.1液阻悬置性能的评价参数液阻悬置或橡胶主簧静态特性的实验主要是测试其垂直方向和两个水平方向的刚度，即力－位移曲线。液阻悬置或橡胶主簧的动态性能实验是在SCHENCKMHF电液振动实验台上进行的。实验时，实验样品与发动机相连的一端与实验台的作动头端相连，另一端则固定于实验台上，装夹方式与液阻悬置装于汽车上的实际情况相同。实验时，首先给实验样品施加一定的预截荷，此预载荷等于液阻悬置所受到的发动机的静载荷，然后在作动头的一端施加位移激励。记录与作动头端相连的位移传感器

2、的位移信号和与固定端相连的力传感器的信号。液阻悬置及其橡胶主簧的静态力学性能，主要由其三向静刚度来评价。体积刚度也是一种静刚度，是液阻悬置动特性仿真时的一个重要参数，是一种间接的特性评价指标。动特性主要有以下评价参数：1.动刚度和滞后角动刚度和滞后角有以下两种方法。1)基于FFT计算的动刚度和滞后角由于液阻悬置及其橡胶主簧的非线性，记录的力信号中，不仅包括与激振频率同阶的信号，而且还包含其高阶量。因此，表示为：（2-1）式中，、为每阶正弦力响应的幅值和滞后角。定义复刚度为18第二章液阻悬置的性能评价与实验研究F()/F()（2-2）

3、式中，F代表傅里叶变换，假定与激振圆频率同阶的力响应远大于及其高阶响应的幅值，则(2-3)定义时的复刚度为F()/F()(2-4)上式中，为存储刚度，为损失刚度，动刚度和滞后角的定义为：(2-5)动刚度反应了在一定的激振频率下，响应力的幅值与激振位移的幅值比；而滞后角反应了位移滞后于力的角度，表征隔振元件阻尼的大小，工程上常用阻尼系数C表示，定义为：(2-6)2)基于DIN53513标准的动刚度和滞后角[2,83]。此标准假定系统为线性系统，即当激励位移为正弦时，其力响应亦为正弦，以位移为横座标，力为纵坐标，即得到系统的迟滞回线。记

4、、分别为力和位移的幅值，为迟滞回线的面积，则动刚度、滞后角可以由以下公式计算得到：动刚度(2-7)滞后角(2-8)18第二章液阻悬置的性能评价与实验研究利用实验采集到的做动头端的位移信号与固定端的力信号，按基于FFT计算滞后角的公式（2-5）和基于DIN53513计算滞后角的公式（2-8）计算了惯性通道－解耦板液阻悬置在预载荷为2000N，激振振幅分别为1.0mm、0.2mm时的滞后角，计算结果如图2-1所示。由图可见，基于FFT与基于DIN53515标准计算滞后角的公式虽不相同，但结果基本相同。利用公式（2-5）与（2-7）得到的

5、动刚度是一致的。在下文给出的结果中，所给出的滞后角均为基于FFT计算得到的滞后角。(a)低频(b)高频图2－1利用FFT和DIN标准计算得到的动刚度和滞后角在文献[17,27]中，提到用复合激励时的动刚度来评价液阻悬置的性能。希望复合激励时的动刚度与小振幅、高频激励的动刚度相同，以保证降噪效果。18第二章液阻悬置的性能评价与实验研究2.高频动态硬化时的最低频率对液阻悬置，希望高频动态硬化时的最低频率尽可能的高，以降低振动传递率和提高降噪效果，动态硬化时的最低频率是评价液阻悬置的性能指标之一。对液阻悬置的性能进行评价时，最常用的指标为

6、动刚度，滞后角或阻尼系数，液阻悬置在复合激励时的动刚度和高频动态硬化时的最低频率一般作为参考。2.2液阻悬置静动态特性实验研究方法2.2.1实验样品及其特点实验样品见表2-1。表2-1实验样品样品名称特点与用途1液阻悬置惯性通道－活动解耦板式，测试其静、动特性。2液阻悬置惯性通道式，将样品1的活动解耦板固定而得，测试其静、动特性。3液阻悬置上液室将样品1的活动解耦板和底膜去掉而得，用于上液室体积刚度测试。4橡胶主簧将样品1的液室隔板、底膜、液体均去掉后而得，测试其静、动特性。实验样品1的结构示意图见图2-2。实验样品1、2和3橡胶主

7、簧的结构与材料与橡胶主簧4相同，实验样品1和2惯性通道的尺寸相同。18第二章液阻悬置的性能评价与实验研究图2－2液阻悬置1结构示意图2.2.2静态力学性能实验(a)X方向装夹图(b)Y方向装夹图图2-3测试悬置X、Y方向静刚度时装夹图液阻悬置和橡胶主簧元件的静态力学性能实验主要是测试垂直方向（Z向）及两个水平方向(X、Y向)18第二章液阻悬置的性能评价与实验研究的刚度，即力～位移曲线。垂直方向的静刚度较容易测得，而测试其X、Y方向的刚度，则需要借助于专用的夹具。图2-3为测试液阻悬置和橡胶主簧在长度方向（X向）及宽度方向（Y向）静刚

8、度的装夹图。由图可见，在测X、Y方向的静刚度时，是借助于两个液阻悬置或橡胶主簧测量的。2.2.3液阻悬置体积刚度的测量体积刚度是液阻悬置集总参数模型动态性能仿真中的一个重要参数。对实验样品3，由于液体是不可压缩的，因此上液室体积刚度的