理想的阻尼是黏性的,但是有些弹簧元件,例如钢板弹簧或多或少地存在固有的摩擦,由于其滞后也提供阻尼。然而,摩擦不仅提供阻尼,也提供刚度,尤其在小幅值时。图19.6给出了钢板弹簧的行为,其由密歇根大学交通研究所(UMTRI)开发的模型建立,有上下刚度包络线,包络线以指数方法表示,方法的变化率由特殊的参数描述[16]
摩擦引起力和位移之间的相移,从而引入等效的黏性阻尼。由Coulomb(库仑)摩擦产生的钢板弹簧的等效黏性阻尼和刚度可以由试验估计,其中弹簧通过实际形状的噪声激励,在频域中获得结果。图19.7和图19.8给出了三个激励水平下的阻尼和刚度,其作为激励频率的函数。低激励水平的阻尼和刚度更大这意味着钢板弹簧在良好和中等路面上起着更大刚度的作用。名义弹簧刚度只在低频非常不平的路面下获得,随着频率增加,阻尼减小,刚度增加。这是因为钢板弹簧不仅可以具有与黏性阻尼并联的刚度,而且也可以具有串联的刚度,见19.5.2小节的驾驶室悬置部分。
在良好的道路上,摩擦显著损害了舒适性,但是在粗糙路面上的影响较小。然而,积极的影响是更有效衰减低频运动,从而提高了垂向和侧倾的控制。因此。重要的是避免和减少悬架系统的摩擦。对于钢板弹簧,可以通过在钢板间放置橡胶垫片实现。当然,这只在抛物线钢板弹簧上是可能的,如图19.9所示。重型货车的一个特征是满载与空载条件的大载荷变化,尤其是在后轴上。这是机械悬架在没有控制情况下低刚度的一个限制因素。然而,前轴上的差异相对较小,使用没有调节的软悬架是可能的,这是高性能货车前轴仍然使用钢板弹簧悬架的原因。采用优质钢,可以使弹簧的刚度足够低并和采用较少的叶片。对于机械悬架,前轴和后轴表示为四分之一模型固有频率的刚度是不同的。前悬架在1.3~1.8Hz的频率范围,而后悬架在2~3Hz的频率范围:轴悬架将提供垂直柔度和侧倾刚度。如果这两个特性不分离,而通过相同的弹簧元件提供,则组合效果通常较差,垂向刚度太大,侧倾刚度太小。
来源:机械工业出版社出版