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教您如何正确认识扭力梁半独立悬架广告
半独立扭力梁悬挂，也并非真正意义上的板车悬挂，因为扭力梁有一定的扭曲量，所以一般称之为半独立，真正的板车悬挂应该是整体桥悬挂，一般只有硬派越野车和载重卡车才使用，高尔夫的做法，也被网友戏称为板车悬挂。在这里先从几个不同消费需求所关心的角度来说一下个人看法。
一、 乘坐舒适性方面：
a、 平路； 没区别。
b、 左右没有高低差的坎或不平路比如减速带正面90度通过；没区别。
c、 左右有高低差的不平路面或者，非正90度通过减速带；车身的晃动独立悬挂小于板车悬挂。
二、 高速直线稳定性方面；
半独立扭转梁悬挂稳定性略微高于独立悬挂；这方面半独立扭力梁悬挂绝对逆袭 ，当年为赚得高速稳定性超过宝马口碑的就是半独立扭力梁悬挂的passatB5至于其中原因请仔细看最后一条。
三、 在不考虑车辆弯道和动态极限以外的操控性方面；
例如方向指向性等后悬挂的影响基本是0 。弯道和动态极限方面，请参看最后一条。
四、 车辆安全性方面
悬挂形式对于操控的意义就是在紧急避让是车辆不失控，俗称麋鹿动作，有更高的过弯极限和良好的动态表现的车的安全性相对更高。 所以 也请一定仔细看下面一条。
五、 注重车辆运动性能方面。
追根究底还是车的极限过弯速度：影响车子极限过弯速度有众多因素。
第一因素当然是人，这里省略1万字不做讨论。
第二才是车辆的调教；车辆的调教概括点说包括。车的重心高度，前后配重，车轮的各项倾角，车身刚性，轮胎的抓地力，驱动形式（前驱后驱或者4驱等）和悬挂形式，减震系统等等。
在众多调教的项目中；轮胎抓地力是第一大因素，假设轮胎的抓地力是无限大， 那么怎么打方向车子就可以怎么转，结果只有人承受不了更大的G值或者车子其他薄弱的环节散架。在这种假设下ESP、ABS 等等辅助系统一切都变得没有意义了，所以轮胎抓地力第一因素当之无愧。第二大因素；假设如果车身高度过高，而车子外侧车轮的抓地力又过大而不产生侧滑，那么车子就只有翻车下场。当然重心高度对于极限的好处不止于此，不细讨论。 避震的软硬是第三大因素，假设减震系统是无限硬，或者说是与车身刚性连接，那么车轮就不会在动态中改变动态倾角了，也就没有了悬挂形式存在的意义。
车轮的各项倾角占第四因素 因为它可以决定悬挂在动态中轮胎接触面地面的大小，当然轮胎接触地面的面积越大，轮胎的抓地力就越强（雪地除外）独立悬挂的倾角是大范围可变的，扭转梁半独立悬挂因为有一定的扭曲量所以倾角也是可变的，只是可变的角度范围要小于独立悬挂。 所以悬挂在某一个动态点时与地面的接触面会相对独立的小。所以半独立相对独立悬挂只是在车子动态情况微有劣势。还有独立悬挂在弯道中内侧的车轮会比半独立触地面更大。但弯道中内侧车轮由于负重严重不足，提供抓地力实在有限。但半独立悬挂由于后轮倾角不易发生改变所以在高速行驶时的直线稳定性要略好于后独立悬挂的车。
现在一切都明朗了吧。悬挂形式只是车轮倾角这项调教在动态中一部分而已。它所占的比重真的不大。
换句话说说半独立悬挂在后轮抓地力的上的劣势，也许可以通过降低车身高度来弥补一小部分，或通过更换更硬的减震系统来弥补一部分，再或通过更换抓地力更高的轮胎来弥补一大部分，再再或者提高驾驶者的水平来弥补更大的一部分。
雷诺梅甘娜RS这个它级别的纽北赛道7分46秒成绩就是最好的说明 它就是前驱+半独立悬挂，让同级别很许多悬挂形式和和驱动形式更好的车汗颜。
总结，半独立悬挂由于后轮倾角不易发生改变所以在高速行驶时的直线稳定性要略好于后独立悬挂的车。
大众对于PQ35平台MK5车型在市场上的失利总结的非常深刻。国内的速腾在2006年上市之初真的是大众的巅峰之作（在当时那个年份）可以说是不惜技术和成本以至于过高的价格，没有在市场上收获良好的表现。欧洲市场的高尔夫5表现也不佳。
个人感觉让大众改变的原动力是来自擅长成本控制的日系车的竞争，和国内大多数人的不成熟消费观念。日系车十多万的大部分是半独立悬架大卖，上海大众朗逸大卖、丰田的花冠系列到一直板车悬挂，依旧大卖就是最好的说明。
2000年的左右时候花个大众的价格就可以买到媲美奥迪品质的大众车。现在很多人不理性的抨击大众减配，其实就是想要实惠，当然如果要想实惠点，改变后的大众比起粗枝大叶的美系车、小家子气的日系车，依旧还是有性价比的。
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MachineryDesign＆Manufacture
第8期2013年8月
模态试验在后扭力梁上的应用
罗明军1，，宋立新2，赵永玲2，毛显红3
江西南昌.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084；（1.南昌大学机电工程学院，
3.重庆长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，四川重庆401120）
要：针对汽车后扭力梁结构在道路随机载荷激励下容易出现振动疲劳现象，采用模态试验法对其在自由状态下的
模态参数进行分析，获取其振动特性。通过对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的优化，测得后扭力梁的自由模态频率。最后将模态试验获取的后扭力梁结构前十阶自由模态频率与有限元计算结果进行比较，分析表明采用优化后的模态试验方案能够获得较准确的结构自由模态频率，与有限元计算结果具有很好的一致性。关键词：后扭力梁；振动疲劳；模态试验；固有频率中图分类号：TH16；U463.1
文献标识码：A
文章编号：（4-03
ApplicationsofModalTestingtoResearchonRearTorsionBeam
LUOMing-jun1，，SONGLi-xin2，ZHAOYong-ling2，MAOXian-hong3
（1.SchoolofMechatronicEngineering，NanchangUniversity，JiangxiNanchang330031，China；2.StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；3.AutomotiveEngineeringInstitute，Chang’anAutomobileCo.，Ltd.，SichuanChongqing401120，China）
Abstract：Aimingatthephenomenonthatthereartorsionbeamunderrandomenvironmentalincentivefromroadwaspronetogeneratevibrationfatigue，themodalparametersofnaturalconditionwastestedbyusingmodaltestmethodandvibrationcharacteristicsisachieved.Byoptimizingsuspensionposition，excitationpositionandthemeasuringpointofmodaltest，thenaturalmodalfrequencyofthereartorsionbeamwasmeasured.Finallytheresultfromcomparisonofthefirstten-ordernaturalmodalfrequencybetweenmodalexperimentandfiniteelementanalysishasshownthattheoptimizedmodaltestschemecouldgetaccuratenaturalmodalfrequency，andhastheverygoodconsistencywiththefiniteelementresult.KeyWords：RearTorsionBeam；VibrationFatigue；ModalExperimental；NatureFrequency
汽车后扭力梁是汽车扭力梁式半独立悬架的重要部件之一，在工作状态下承受路面和汽车本身的不等幅不同频率的循环载荷激励。在汽车运行工况中，后扭力梁中的横梁和扭杆是承受后桥的弯曲和扭转主要部件，尤其是横梁，在汽车不等幅不同频率的循环交变载荷的激励下，容易出现由于激励频率和受迫振动的结构固有进而出现结构断裂等现象。试件的模态参数决频率相近振动疲劳，
且将试验结果与有限元分析结果进行对比分析。
2汽车后扭力梁的模型
汽车后扭力梁是汽车后桥中的承重件，是汽车车架或车身、车轮和悬架的连接件，主要承受汽车后轴在各个方向上传递给车架或车身的载荷。在汽车行驶过程中，后扭力梁除了容易产生弯曲和扭转等变形，还会在各载荷的激励下产生受迫振动。后扭力梁结构图，如图1所示。
定了其内在的振动特性，研究部件的振动特性常用的方法是模态试获得了结构的结构验法。文献[4]对汽车零部件进行了模态试验分析，参数；文献[5]和[6]对汽车车身的模态参数进行了试验分析，获取了其模态频率，但是均未阐述模态试验过程中应该优化的问题，比如悬挂位置和测点的布置。大量试验表明，当结构受到外界相近或相同频率激励时，结构容易产生共振，长时间的共振激励易诱发结构产生共振疲劳。由此可见，在进行结构设计时，应使得结构固有频率避开激励频率，以免激励频率和结构固有频率相近而产生共振问题。拟研究模态试验在后扭力梁上的应用，针对模态试验中悬挂方式、激励方式和测点布置方式的确定问题，提出了相关的优化方法，并
1.衬管2.纵臂3.凸缘4.凸缘连接件5.减振器安装座6.弹簧座
7.上加强件8.横梁加强件9.扭杆10.横梁
图1后扭力梁结构图
Fig.1StructureDiagramofRearTorsionBeam
来稿日期：
基金项目：江西省教育厅青年科学基金资助项目（GJJ11032）作者简介：罗明军，（1980-），男，江西吉安人，讲师，主要研究方向：汽车NVH和CAE分析
第8期罗明军等：模态试验在后扭力梁上的应用55
纵臂和连接件等部件组成。横汽车后扭力梁由横梁、扭杆、梁的截面为准等截面厚度为4.5mm的U型开口薄壁梁组成，扭杆为直径18mm的实心圆杆，纵臂由空心4mm的钢管构成，其余部件为薄壁件。后扭力梁结构各部件的材料参数，如表1所示。
表１后扭力梁部件材料参数
Ｔａｂ１ＭａｔｅｒｉａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＲｅａｒＴｏｒｓｉｏｎＢｅａｍ
部件名称衬管纵臂凸缘凸缘连接件减振器安装座弹簧座上加强件横梁加强件扭杆横梁
材料厚度/mm
材料20#20#45#B510LSS400SS400Q235Q23520CrB510L
弹性模量/GPa
简单，容易控制。对了结构不算复杂和质量不大的部件，这是通常采用的激励方式。激励锤一般通过单向力传感器传递作用力。
3.5试验测试系统检验
在采集试验数据之前需对测试系统进行检验以确保试验数据的准确性，通常采用相干法来检验系统的相干性。
选择后扭力梁上的某一点作为加速度传感器信号采集点，使用单个激振信号激励，得到相关函数，相干系数越接近1越好，一般应保证相干性在80%以上。选取离激振点较远处的一点作为相干性评价点某点相干函数，测点与激振点的相关性越好，信噪比越高，激振方法越有效。通过对相关性进行验证，表面其系统的抗干扰能力较强。
4后扭力梁结构模态试验
在进行模态试验时，通过对后扭力梁模态试验方法进行讨论优化，选择试件振幅较小的位置作为悬挂点。为此，需要对试件进行预试验，确定其振幅较小的位置点，即最佳悬挂点[4]。后扭力梁衬管和减振器安装处为初始悬挂点。经试验结果表明，在横梁1/4处附近的振幅较小，故后扭力梁的悬挂点布置在横梁两端的1/4处。
加速度传感器采用常规的压电式传感器，最大量程为50g，灵敏度为3pC/g。为了更加准确的测得后扭力梁结构的模态参数，将加速度传感器均布在横梁上，并且在后扭力梁的关键部位上布置。通过对加速度传感器位置的优化，在后扭力梁结构上共布置了24个加速度传感器，其中1-8为三向加速度传感器，其余为单向加速度传感器，具体如图2所示。
3.1试验测试系统组成
试验系统由试验激振系统、数据采集系统和模态分析处理系统三大部分组成。其中试验激振系统包括信号锤，数据采集系统主要由加速度传感器、力传感器、信号放大和智能采集系统，模态分析处理系统为东方所DASP振动测试软件等组成。
3.2后扭力梁悬挂位置的选择
在后扭力梁模态试验中，由于自由悬挂能有效避免环境振动和支撑刚度的影响，试验可重复性好，因此可采用橡皮绳将后扭力梁结构悬吊在刚性良好的横梁上，使其处于近似的自由状态。其评判方法为：刚体模态的最低阶频率低于结构自身第1阶弹性模态频率的（10~20）%，并且使可能参与振动的质量尽可能小。
3.3传感器的选择及布置原则
低频性能好、抗干传感器应满足动态范围宽、工作频段宽、扰能力强、灵敏度高、线性度好、体积小、质量轻的要求。测量动态响应通常采用压电式加速度传感器，激励力用阻抗头测量。与传感器相连的信号传输线要处于免受扭力、拉压力作用的位置，以保证试验数据采集的准确度。
通过合理布置传感器位置，测点数目为24个，测点在扭力梁结构上分布应尽可能均匀。测点过少则很难反映被测部件的基本外形和振动特性，使模态振型不可视；测点过多则加大了试验的工作量和数据处理繁杂程度，故测点布置应遵循如下原则。
（1）总体上要能反映部件的基本特征。
（2）应布置在后扭力梁信噪比较好的部位，如扭力梁的横梁、纵臂和加强板件等。在试验中主要关注的部位，测点布置应密一些；对于规则的部件尽量采取对称布置。
（3）加速度传感器应安装在待测点的待测方向上，尽可能减小加速度传感器横向灵敏度带来的误差影响。
（4）测点尽量布置在刚度较大处，不应在振动节点上，否则会丢失模态信息。
图2加速度传感器布置示意图
Fig2LayoutDiagramofAccelerationSensor
为了提高信号的信噪比，激励位置的选择应该布置在后扭力梁刚度较大的部位，并且要避免后扭力梁响应中的节点位置。经过对后扭力梁的预模态试验可知，在后扭力梁中的纵臂结构出的刚度较大，而且不是后扭力梁的节点，故激励位置确定在后扭力梁的纵臂处，具体布置，如图3所示。需要注意的是，为了激励出后扭力梁结构的更多的频率，需要对后扭力梁各个方向进行激励。
3.4激励系统
该试验选用单点激励多点响应的拾振系统，其优点是结构
56机械设计与制造
出了要求。
No.8Ａｕｇ．２０１３
验中悬挂部位、传感器的选择及布置、测点的布置等关键问题提
（2）合理布置振动响应点，在保证试验准确性的前提下提出了较为优化的汽车后扭力梁模态分析测试方法。
（3）将优化后的模态试验方法在汽车后扭力梁结构上进行应用，测得后扭力梁的前十阶固有频率。经与有限元分析结果对
比，误差在6%范围内，表明了该实验方法的准确性较高。
图3后扭力梁的模态试验
Fig.3ModalTestoftheRearTorsionBeam
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通过对后扭力梁模态试验的数据进行处理，分析得到了后扭力梁自由模态中的前十阶固有频率，如表2所示。采用有限元方法对后扭力梁进行有限元模态分析，得到后扭力梁前十阶固有通过对比可知，采用优化后方案测得的后扭力梁的模态参数与有限元分析的结果误差较小，该方案具有较高的准确性。
表２后扭力梁前十阶固有频率
Ｔａｂ．２ＴｈｅＦｉｒｓｔＴｅｎＮａｔｕｒａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ
ｏｆｔｈｅＲｅａｒＴｏｒｓｉｏｎＢｅａｍ
阶次第一阶第二阶第三阶第四阶第五阶
试验频率/Hz
19..4141.4
阶次第六阶第七阶第八阶第九阶第十阶
试验频率/Hz
192..9388.3
频率，并与模态试验测试得到的固有频率进行对比，如表3所示。［2］KIMSH，LEEJM，SUNGMH.Structural-AcousticModalCoupling
表３后扭力梁前十阶固有频率
Ｔａｂ．３ＴｈｅＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＦｉｒｓｔＴｅｎＮａｔｕｒａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ
阶次第一阶第二阶第三阶第四阶第五阶第六阶第七阶第八阶第九阶第十阶
有限元分析频率/Hz
19.386.44.97.
试验频率/Hz
误差1.3%2.9%-0.3%2.6%1.9%0.4%3.1%1.9%-5.6%1.1%
（1）介绍了模态试验法在汽车后扭力梁上的应用，对模态试
（上接第53页）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
与制造，2010（1）：44-46.
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汽车后扭力梁结构的模态分析
【摘要】：为揭示某汽车后扭力梁在实际道路激励工况下容易出现振动疲劳的机制,需要对结构固有振动特性进行分析。为了得到后扭力梁结构更为准确的固有振动特性,对模态试验中的悬挂位置、激励位置和测点位置的布置方式进行重点分析,并结合结构的实际情况进行优化。采用优化后的最佳模态试验法识别后扭力梁结构在自由-自由工况下的模态参数,得到结构固有频率和振型特征。通过对比可知:后扭力梁结构前10阶自由模态频率吻合很好,误差控制在6%内。这表明采用优化后的模态试验方案能够更为准确地识别结构的模态频率,得到结构固有振动特性。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：U463.33【正文快照】：
汽车后扭力梁是汽车扭力梁式半独立悬架的重要部件之一,在其服役状态下承受来自路面和汽车本身的不等幅不同频率的循环载荷激励。而后扭力梁中横梁和扭杆是承受后桥弯曲和扭转的主要部件,尤其是横梁,在汽车不等幅不同频率的循环交变载荷的激励下,容易出现由于激励频率和受迫
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