扭转刚度是衡量汽车性能的一个重要参数,它是指车身在受到外力时抵抗弹性形变的能力,扭转刚度越高,抵抗冲击的能力也越强。
扭转刚度对整车的操纵稳定性、异响及整车松散感等关联较大。车身扭转刚度越大,在转弯及扭曲路面下有较好的驾驶感和舒适性;若扭转刚度较低,有时会明显感受到车辆不结实,给人一种松散的感觉。
1、扭转刚度的常用分析方法
扭转刚度的分析方法可参照试验进行,一般如下所示。通常前端是加载在减震器处,后端有加载在减震器,也有加载弹簧座;加载相对较多的是弹簧座,具体原因大家细想可知。
小结:每种方法其计算结果略有差异,有些时候差异会比较大。
二、扭转刚度的新世界
在传统燃油车中,扭转刚度一般与车的级别有关。据调查一般B级车以上,车身扭转刚度在20000Nm/deg左右,而D级可达到40000Nm/deg,据说劳斯莱斯幻影达到4万以上。大部分燃油车,特别是SUV类统计过相当部分在20000以内,小一点的可能在15000以内。
1、某豹汽车
随着新能源的快速发展以及车身与电池包的高度集成,某豹达到40000以上,确实达到一个新的高度。
2、某米汽车
据公示信息显示,小米汽车SU7车型车长4997mm, 宽1963mm, 高1440mm;燃料种类为纯电动,最高车速265km/h;总质量2655kg;前轮距1693mm,后轮距1699mm;前悬975mm,后悬1022mm。
该车的扭转刚度达到恐怖的51000Nm/deg,具体如何计算得到可根据刚度公式自行推测。
三、影响扭转刚度的因素
根据扭转刚度的变形模式,其主要影响区域为车身地板、前风挡、下及侧边梁,电池包大小和连接区域,前后减震塔、防下浅区域、后地板及后减震塔等,前风挡影响约25%左右,前后减震塔结构影响较大,从图示中可以看出这些高刚度的车这些区域整体性强,刚度都非常大,
四、扭转刚度的优化方法
扭转刚度可通过静力应变能找到薄弱区域,或通过灵敏度(接头或钣金等),进而快速进行优化计算,以得到满足要求的刚度要求。
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五、后记
车身扭转刚度越来越重要,其与整车太多的性能相关,高的刚度带来各种性能的提升,如振动噪声、操稳、异响、舒适性等;可以大胆的相像,随着更多技术的发展和高度集成,未来是否可突破100000+以上,值得期待。
参考:
1.汽车NVH一本通,建模、优化与应用书籍. 机械工业出版社,2023.10.30