空气悬架刚度计算

建立了油气悬架简化数学模型,并根据数学模型得出油气悬架刚度特性曲线,说明油气悬架具有非线性刚度特性,分析了悬架缸直径、蓄能器初始充气压力、蓄能器初始充气体积以及悬架簧载质量对油气悬架刚度特性的影响。

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油惫卷酬度特性的研霆 杨斌(陵学院，安徽铜陵铜摘

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要：立了油气悬架简化数学模型，根据数学模型得出油气悬架刚度特性曲线，明油气悬架具有非线性刚度特性， 建并说分析了悬架缸直径、能器初始充气压力、能器初始充气体积以及悬架簧载质量对油气悬架刚度特性的影响。蓄蓄

关键词：油气悬架；刚度；非线性

中图分类号：U 6 .3 43 3

文献标识码： A

文章编号：6 2 0 4 (0 7 0— 0 3 0 17— 5 7 2 0 ) 5 0 6— 3

1引盲 .

动：活塞杆和活塞组件向下运动，悬架处于复原(张 )当即伸

目前自行式工程车辆大多采用刚性悬架系统 .这就限制了其最大车速 (般不超过 3 k/ )工程实践中对一 5 mI时。 J x自行式工程车辆的车速提出越来超高的要求 .尤其是军用工程车辆。速低于 6 k h无法进入编队使用。采用弹性 车 0 m'悬架系统是提高自行式工程车辆车速的基本途径。

行程时 (车桥与车架相互远离时

二、中国汽车空气弹簧悬架市场发展情况 （一）汽车空气弹簧悬架发展概述

空气悬架从十九世纪中期诞生以来，经历了一个世纪的发展，经历了“气动弹簧-气囊复合式悬架→半主动空气悬架→中央充放气悬架（即ECAS电控空气悬架系统）”等多种变化型式。到二十世纪五十年代才被应用在载重车、大客车、小轿车及铁道汽车上。目前国外高级大客车几乎全部使用空气悬架,重型载货车使用空气悬架的比例已达80%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升。部分轿车也逐渐安装使用空气悬架，如美国的林肯、德国的Benz300SE和Benz600等。在一些特种车辆（如对防震要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求的集装箱运输车等）上，空气悬架的使用几乎为唯一选择。而我国仍处于起步阶段，空气悬架系统只应用在一些豪华客车和少部分重型货车和挂车上。

另外空气悬架不可能升降底盘，只能说是从胎压里抽出空气达到底盘下压的作用，轮胎的吸气口吸气吧气放到胎压里，底盘就自己有向上的压力。具体的操作流程：1.降：车轮放气轮胎的胎压在3.0左右放到1.8左右，轮胎的扁平比下降，底盘下压。2.升：轮胎吸气孔吸气，1.8的胎压瞬间被调成3.5的胎压越野时用。但是空气悬架不能向液压悬架那么厉害，就是升降

大客车前空气悬架设计计算说明书

设计（论文）主要内容： 1. 查阅相关文献，了解空气弹簧悬架的结构，写出开题报告； 2. 选择、确定空气弹簧悬架的结构型式和主要参数； 3. 对主要零件进行强度校核； 4. 绘制空气弹簧悬架的装配图、主要零部件图以及部分零件的三维图； 5. 撰写毕业设计说明书 要求完成的主要任务及其时间安排: 1. 查阅的相关参考文献不少于10篇，其中外文资料2篇； 2. 开题报告应符合学院对开题报告的要求； 3. 二维装配图和零件图应按国家标准绘制，总图纸量不少于2张A0幅面图纸，其中至少 要有一张A1幅面的手工绘制图纸； 4. 设计说明书要能真实反映设计内容，设计计算正确，书写格式符合学院的撰写要求，字数不少于1万字 时间安排： 1.2012年11月～2012年12月 查阅资料，撰写开题报告。2012年12月30日前完成； 2.2013年1月～3月 确定设计方案，完成主要参数、性能和强度的校核计算； 3.4月～5月17日 完成图纸的绘制和设计说明书的撰写； 4.5月18日～5月24日 修改设计图纸和设计说明书，准备答辩； 5.5月27日 ～6月7日 答辩 必读参考资料： 1. 王望予. 汽车设计

主、次梁模板设计

采用10mm厚竹胶板50×100mm木方配制成梁侧和梁底模板,梁底模板底楞下层、上层为50×100mm木方，间距200mm。加固梁侧采用双钢管对拉螺栓(φ14)，对拉螺栓设置数量按照以下原则执行：对拉螺栓纵向间距不大于450mm。对拉螺栓采用φ14PVC套管，以便周转。

搭设平台架子，立杆间距不大于900mm，立杆4m，2m对接，梁底加固用3m、2m钢管平台、梁底加固钢管对接处加设保险扣件。立梁用一排对拉螺栓间距600mm，次梁侧面钢管与平台水平管子支撑，板、梁木方子中到中间距200mm。 ⑵梁模板设计

本工程转换层梁最大截面1125mm×1400mm，取此梁进行验算，跨度7.20m。梁底模板采用δ=14厚多层板，模板下铺单层木龙骨50×100木方，间距200mm。梁底用钢管做水平管，梁底加固采用钢管、扣件病及保险扣件。梁侧模板为δ=14厚多层板，设立楞为50×100木方，间距200mm,中间加两道φ12对拉螺杆，固定Φ48×3.5双根钢管横向背楞两道,拉杆间距500mm，计算梁底模木方、支撑。 模板支设见前设计图

木方材质为红松，设计强度和弹性模量如下：

fc=10N/mm2； fv=1.4N/mm2；fm=13N/mm

客车空气悬架典型结构

资料来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fde4e820100fi0j.html

独立悬架

对于现在主流的大型客车只有前桥才有独立悬架，而且弹性元件都是空气弹簧，最大轴荷一般为7吨。就导向机构的型式而言，只有双横臂式悬架一种，而且都是不等长的双叉臂，下横臂较长，而且横臂的铰接点跨距很大，以抵抗较大的纵向力。如果非要对客车用的双横臂悬架分分的话还真能分出三种不同的结构来：

带球副的（BALL JOINT）虚拟主销式双横臂悬架

这样的双横臂悬架与轿车上用的双横臂悬架一样，上下横臂分别通过两个球副（BALL JOINT）与转向节相连，可以完成车轮转向和悬架跳动两个自由度的运动，没有实体的主销结构，上下球副的连线即为虚拟的主销。而空气弹簧一般支撑在上横臂上。这样的结构优点在于结构紧凑，重量轻；而缺点是球头所能承受的力量有限，容易损坏，而且球头的制造成本较高。VOLVO的双横臂前悬架使用这样的结构。

VOLVO 9800 带球头副的双横臂独立前悬架

KING PIN实体主销式双横臂悬架

有了实体的主销，车轮的转向自由度就可以由主销来完成，而悬架跳动的自由

度由另外两个联接在上下横臂上的转轴来

梁的强度和刚度计算

1．梁的强度计算

梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。

（1）梁的抗弯强度

作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：

梁的抗弯强度按下列公式计算： 单向弯曲时

??Mx?f ?xWnx （5-3）

双向弯曲时

MyMx????f

?xWnx?yWny （5-4）

式中：Mx、My——绕x轴和y轴的弯矩（对工字形和H形截面，x轴为强轴，y轴为弱轴）；

Wnx、Wny——梁对x轴和y轴的净截面模量；

?x,?y——截面塑性发展系数，对工字形截面，?x?1.05,?y?1.20；对箱

形截面，?x??y?1.05；对其他截面，可查表得到；

f ——钢材的抗弯强度设计值。

为避免梁失去强度之前受压翼缘局部失稳，当梁受压翼缘的外伸宽度b与其厚度t之比大于13235/fy，但不超过15235/fy时，应取?x?1.0。

需要计算疲劳的梁，按弹性工作阶段进行计算，宜取?x??y?1.0。 （2）梁的抗剪强度

一般情况下，梁同时承受弯矩和剪力的共同作用。工字形和槽形截面梁腹板上的剪应力分

埋地聚乙烯塑钢缠绕排水管环刚度等级选择计算

根据塑钢缠绕管管道工程技术规程规定：埋地塑钢缠绕管在外压力作用下，其竖向直径的变形率应小于管道直径允许变形率5%。

即：

Wd,maxD1

100% （1）

ε< 5% （2）

式中 Wd,max——管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量（m）。

管道在荷载准永久组合作用下的最大竖向变形量Wd,max可按下式计算：

Wd,max DL

Kd(Fsv,k qqvkD1)8Sp 0.061Ed

（3）

式中 Kd——管道变形系数，根据管道敷设基础中心角2α按附录表1选用；

DL——变形滞后效应系数，取值1.4

FSV，k——每延米管道上管顶的竖向土压力标准值（KN/m）；

φq，——可变荷载准永久值系数，取0.5；

qvk——单个轮压传递到管顶处的竖向压力与地面堆积载荷的大值； Sp——管材环刚度（kN/m2）；

Ed——管侧土的综合变形模量（kN/m2）。

一、作用在管道每延米上的竖向土压力标准值FSV，k，可按下式计算：

FSV，K rs Hs D1=18* Hs * D1

式中 rs——回填土的重力密

机械工业出版社http://www.cmpbook.com第五节梁的刚度计算一、梁的弯曲变形概述梁满足强度条件，表明它能安全地工作，但变形过大也会影响机器的正常运行。如齿轮轴变形过大，会使齿轮不能正常啮合，产生振动和噪声；机械加工中刀杆或工件的变形，将导致一定的制造误差；起重机横梁的变形过大使吊车移动困难。因此，对某些构件而言，除满足强度条件外，还要将其变形限制在一定范围内，即满足刚度条件。当然，有些构件要有较大的或合适的弯曲变形，才能满足工作要求。如金属切削工艺实验中使用的悬臂梁式测力仪及车辆上使用的隔振板簧等。上一页返回目录下一页机械工业出版社http://www.cmpbook.com1．挠度和转角y度量梁的变形的两个基本物理量是挠度和转角。它们主要因弯矩而产生，剪AmC挠曲线n1力的影响可以忽略不计。C1nFm1FBxB1以悬臂梁为例，变形前梁的轴线为直线AB，mn是梁的某一横截面，变形后AB变为光滑的连续曲线AB1。mn转到了m1n1的位置。上一页返回首页下一页轴线上各点在y方向上的位移yA机械工业出版社称为挠度，（x方向上的位移，可忽略不计）。各横截面相对原来位置转过的角度称为转角。图中的CC1即为C点的挠度。规定向上的挠度为正值

编号: - DPJS-008 悬架系统设计计算报告 项目名称：A级三厢轿车设计开发 项目代号： 编制： 日期： 校对： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 2011年03月 悬架系统设计计算报告

目 录

1 系统概述 .............................................................................................................................. 1

1.1 系统设计说明 ............................................................................................................ 1

第12章 杆件的强度、刚度计算

材料力学习题 第12章

12-1 一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。钢丝绳的横截面面积为10mm2。起重杆与钢丝的许用力均为[?]?120MPa，试校核二者的强度。

习题2-1图 习题12-2图

12-2 重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[?]st=160MPa。BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[?]al= 60MPa。已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。

12-3 图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。若钢丝的许用应力[?]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[?] =160MPa，试选定所需角钢的型号。

12-4 图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。[?]st = 160MPa，[?]cop = 100MPa，试求许用载荷[F]。

习题12-3图