《液阻悬置》第1章 引言.doc

第一章 引言第一章 引言1.1 汽车动力总成悬置系统和隔整元件汽车动力总成悬置系统是指发动机动力总成与车架（或车身）之间的弹性连接系统，该系统设计的优劣直接影响汽车的平顺性。近年来，随着汽车的轻量化设计，平衡性较差的四缸发动机的广泛使用，尤其是在发动机前置前驱动型式在轿车中的应用，使得动力总成对汽车平顺性的影响越来越突出。汽车动力总成既是一个激振源，同时也是被隔振的对象。一个良好的悬置系统必须满足以下几点。1. 必须能有效的隔离由于发动机的激励而引起的车架或车身的振动。对于6缸或8缸发动机，其激励主要为沿曲轴轴线方向的扭矩。而对于平衡性较差的四缸发动机，当发动机转速较低时，其激励主要为发动机二阶不平衡惯性力矩。当发动机转速较高时，其激励主要为二阶不平衡惯性力。2. 必须有效的隔离由于路面不平度的输入而引起动力总成的振动。3. 固定并支承汽车动力总成的重量。4. 承受作用于发动机的一切动态力，例如，当汽车制动或加速时，作用于动力总成上前后方向的动态力；当汽车转弯行驶时，作用于动力总成侧向方向的力，当汽车在颠簸不平的路面上时，作用于动力总成上的垂直动载等等。由上可见，动力总成悬置系统理想的特性为7,91. 悬置系统具有较高的静刚度，以支承动力总成重量。2. 悬置系统应具有低频（130HZ）大阻尼、大刚度，以衰减由于输出扭矩的波动和由于汽车加速（或者制动）而引起的动力总成大振幅振动，以及衰减因路面激励而引起的动力总成的低频振动。3. 悬置系统在高频区（30HZ以上），应具有小阻尼、小动刚度，以降低振动传递率和提高降噪效果。由上可见，对动力总成悬置系统动特性的要求是十分复杂的，有时甚至是相互矛盾的。橡胶悬置作为汽车动力总成悬置系统中的隔振元件，曾经发挥了重要的作用，目前在平衡较好的发动机中，仍然采用它作为隔振元件。但是橡胶悬置元件的动态特性有两点不足之处：振动阻尼偏小，不能满足对汽车动力总成悬置系统在低频域的隔振、减振性能要求；在高频振动时会出现动态硬化现象，导致其动刚度显著增大，不能满足对汽车动力总成悬置系统在高频域的隔振、降噪性能要求。从70年代末开始，一种新型的液体阻尼型橡胶悬置隔振元件（简称液阻型橡胶隔振器或液阻悬置）开始在国外汽车上推广应用，它是在封闭的橡胶悬置元件内附设液体阻尼机构而成的，其弹性特性和阻尼特性都显著优于普通橡胶悬置元件，可在很大程度上弥补普通橡胶悬置元件的缺点，从而可大大改善汽车动力总成悬置系统的隔振降噪、减振缓冲性能。当它用于动力总成的隔振元件时，和橡胶悬置相比较，其隔振效果如图1-1所示，由图可见，液阻悬置具有良好的隔振效果。图1-2为本文研究的BUICK轿车动力总成用惯性通道解耦板式液阻悬置的结构示意图，其中橡胶主簧起支撑发动机重量和类似于活塞泵吸液体的作用，橡胶底膜起密封液体的作用；惯性通道体由上下液室的隔板、惯性通道和解耦板组成，解耦板的运动受到上下液室隔板的限制；上下液室中充满液体（一般为乙二炳乙醇，并混有防冻剂），液体可以从上液室流经惯性通道到下液室，也可以随活动的解耦板的运动而使液体在上下液室之间流动。当活动的解耦板固定时，此时液阻悬置称为惯性通道式的液阻悬置；当活动的解耦板固定，且解耦板用橡胶材料制成时，称解耦板为解耦膜，此种液阻悬置称为惯性通道解耦膜式液阻悬置。当无惯性通道，并且在解耦板处以一个长的中心孔代替时，此类型悬置称为节流阻尼孔式液阻悬置。图1-1橡胶悬置与液阻悬置的隔整效果图1-2 惯性通道解耦板液阻悬置示意图1.2 液阻悬置的发展历史将液压减振机构和橡胶组成一个整体用于减振的思想源于二十世纪40年代1。1962年，GM公司的Richard Rasmussen等人完善了这种思想，并试制了世界上第一个液阻悬置3。德国在液阻悬置开发中起步较早，水平较高。1979年，AUDI公司4率先在AUDI五缸Otto发动机上应用液阻悬置，提出了AUDI 1/Boge、Freudenberg和Audi 2三种系统模型。这种液阻悬置基本满足了五六缸发动机的高舒适性的要求，标志着动力总成液阻悬置应用的开始。1984年，日本Mitsubishi公司率先在Galant轿车上应用了电控节流孔开度的液阻悬置5，这是世界上第一批半主动液阻悬置。1985年，GM公司规定6在所有的A型和K型车上，无论四缸发动机还是六缸发动机，全部采用液阻悬置，这标志着液阻悬置的应用在美国开始普及。同年Ford公司应用液阻悬置于Supercab轻型卡车，这标志着液阻悬置向普及型车型应用的开始。自1985年以来，发表了大量有关半主动式、主动式液阻悬置研究与应用方面的文献。1986年至1988年期间，Purdue大学与Cooper轮胎与橡胶公司合作，研究了半主动式、主动式液阻悬置的机理，试制了样品，并在Ford公司生产的Ranger轻型车上得到了应用91-93。Metzeler公司和Freudenberg公司10合作，于1991年开发了利用电流变液的主动式的液阻悬置，它主要是通过巨大的电压场改变液体的粘度，从而改变液阻悬置的特性。Delphi底盘系统公司于1995年发表了他们在4缸发动机动力总成上应用主动式液阻悬置的研究报告94，文献中论述了控制策略、在线识别方法和实验结果。同年日本Toyo轮胎与橡胶公司和丰田汽车公司合作，发表了他们将主动液阻悬置应用于轿车的研究报告95。1995年，Paulstra公司11开发了主动式液阻悬置，它是在被动式液阻悬置的基础上增加了电控调节器和与传感器相连的电控单元而形成的。总之，液阻悬置经过多年的发展，结构由简单到复杂，由被动式发展到了半主动式和主动式。由于半主动式和主动式的液阻悬置的经济性、可靠性及其耗能等方面的原因，它们仅仅用于高档性能的轿车上。目前我国一些合资厂生产的轿车，如Buick、Honda、Audi等车型中的液阻悬置均为被动式的。此外，液阻悬置的应用范围也不断扩大，它已被开始应用于汽车车轮独立悬架机构的连接元件、车身及其驾驶室悬置等重要的隔整系统；同时它不仅做为标准部件在轿车上普及，并且开始在客车、货车及其其它车型以及包括船舶、飞机等在内的移动式机械及其动力机械上得到应用。表1给出了被动式液阻悬置结构的发展。第一代液阻悬置的上、下液室之间只有小孔（或者螺旋型或环型惯性通道）连接，靠液体流过小孔（或者惯性通道）的节流阻尼来衰减发动机振动，其大阻尼特性在低频时可以控制发动机的位移，但高频时会恶化隔振效果。第二代液阻悬置是在惯性通道式液阻悬置的基础上增加了解耦板或者解耦膜结构。当发动机的激励为高频、小振幅正弦激励时，对解耦板式的液阻悬置，其解耦板仅在其自由行程（2）中运动（参考图1-2），因而惯性通道中无液体流动（对于解耦膜式的液阻悬置，由于小位移时，解耦膜的刚度很小，此时上下液室之间液体的流动仅随解耦膜的变形而流动，而惯性通道中无液体流动），此时液阻悬置具有小阻尼、小刚度的特点。当发动机的激励为低频、大振幅正弦激励时，解耦板运动的位移会大于其自由行程，由于隔板限制了解耦板的运动，因而会迫使液体流经惯性通道（对于解耦膜式的液阻悬置，由于解耦膜在大位移时的刚度很大，因而迫使液体流经惯性通道），此时液阻悬置表现出大刚度、大阻尼的特性。由此可知，由于解耦板或者解耦膜的特性，使得液阻悬置的性能与激振振幅有关，而惯性通道内液体的运动，使得液阻悬置的性能与激振频率有关。表1 被动式液阻悬置的发展第一代节流阻尼孔式惯性通道式第二代惯性通道解耦板惯性通道解耦膜第三代惯性通道解耦板节流盘第三代液阻悬置是在第二带液阻悬置上液室中附加了一个节流盘，它提高了液阻悬置高频动态硬化频率，使它在很宽的振动频率范围内都具有良好的隔振性能。图1-3为三代液阻悬置在高频、小振幅下的动刚度特性曲线12，可以看出只有节流阻尼孔的第一代液阻悬置在整个工作频带上都有很高的动刚度值，而且在50Hz以上即出现动态硬化。第二代液阻悬置在150Hz以下的动刚度曲线比第一代有大幅度下降，但到150Hz即出现动态硬化，在该频率之上动刚度出现急剧上升。第三代液阻悬置的动态硬化频率有明显的提高，高频动刚度幅值有所下降。图1-3 三代液阻悬置的动刚度曲线1.3 液阻悬置动特性的研究综述对液阻悬置动特性的研究，一种是基于实验的研究，另一种是基于计算机仿真的模拟研究，其研究对象以第一代和第二代液阻悬置为主，目前发表的有关第三代液阻悬置研究的文献很少。M.Sugino 和E.Abe 13对阻尼孔式液阻悬置的减振机理进行了理论分析；计算了阻尼孔的直径和长度、上下液室的体积刚度、液体的粘度、液室的等效活塞面积等参数对阻尼孔中液柱共振频率的影响。M. Clark14 、K.Seto等人15对惯性通道式液阻悬置的减振机理进行了分析，K. Seto指出：惯性通道式液阻悬置的减振机理为惯性通道中液体惯性力的作用，惯性通道中的液体相当于“速度放大型动力减振器”。文献14,15以振动传递率最小为优化目标，对惯性通道式液阻悬置进行了优化设计。M.Bernuchon 等16对惯性通道、惯性通道解耦膜式液阻悬置的动特性进行了实验研究并和橡胶悬置的动态特性进行了比较分析。实验结果表明，在1030Hz的频率范围内，液阻悬置较橡胶悬置具有较大的动刚度和滞后角。M.Bernuchon在文献16中利用一个简单的集总参数模型解释了液阻悬置的工作原理：与橡胶悬置的动刚度和滞后角相比，液阻悬置在低频时动刚度和滞后角的增加或者减少是由于惯性通道中液体的运动与外界激励反向运动或者同向运动的原因；惯性通道解耦膜液阻悬置高频动刚度较小的原因是由于解耦膜吸收液体的高频振动能量。 T.Ushijima 等人17对惯性通道、惯性通道解耦膜和惯性通道解耦板式液阻悬置的动态特性进行了实验研究。对惯性通道式液阻悬置，研究了惯性通道的直径和长度不同时、激振振幅不同时，其动刚度特性。文中重点研究了当有复合激励时，惯性通道解耦膜和惯性通道解耦板式液阻悬置高频动特性的不同。在对液阻悬置进行高频、小振幅位移激励时，也输入一个低频、大振幅正弦位移扰动，这种激励称为复合激励。实验研究结果表明：对惯性通道解耦板式的液阻悬置，在受到复合激励时的动刚度会大大的增加，而惯性通道解耦膜液阻悬置在复合激励时其动刚度与大振幅、低频正弦位移扰动不存在时的动刚度一致，因而表现出较好的高频动态性能。图1-4 惯性通道解耦板式液阻悬置等效力学模型W.C.Flower18总结并完善了节流阻尼孔式、惯性通道式和惯性通道解耦板式液阻悬置的工作原理和等效机械动力学模型。图1-4为惯性通道解耦板式液阻悬置的等效动力学模型。液阻悬置的橡胶主簧一是起支撑发动机的重量，具有刚度和阻尼，二是起到类似活塞的作用，使上下液室之间的液体随解耦板上下运动或者流经惯性通道，橡胶主簧的这种特性用等效活塞面积来描述，另外，液阻悬置在工作时，橡胶主簧在液室压力的作用下会膨胀变形，橡胶主簧的这种弹性特性用上液室的体积柔度来描述。的定义为 (1-1)即体积柔度等于上液室体积的变化与液室压力变化的比值，其单位为m5/N。体积柔度的倒数称为体积刚度，单位为N/m5。下液室的体积柔度用表示，其大小与橡胶底膜的厚度、形状和硬度等有关。惯性通道的特性用其截面积和长度、惯性通道中液体的质量（，为液体的密度）和惯性通道体对其中液体流动的流量阻尼系数来表征。与液体运动的粘性阻尼系数的关系为 (1-2)解耦板在上下运动时，与其附连在一起的液体也随解耦板的上下运动而运动，解耦板及其附近液体的质量用表示，解耦板自由运动的行程用2表示，解耦板的面积用表示。解耦板上下运动时，液体对解耦板的运动也有阻尼，但与相比要小的多，因此在图1-4所示的等效力学模型中，未考虑液体对解耦板的阻尼。上下液室的体积较大，液阻悬置在工作时，液室中的液体仅仅起传递压力的作用。由于橡胶主簧的等效活塞面积要比惯性通道的横截面积和解耦板的面积大很多，在位移的激励下，惯性通道中液体的运动速度或者解耦板的运动速度会放大许多倍，输入的振动能量被惯性通道中的液体或者解耦板的运动所吸收，因此在文献13,15,18中均称液阻悬置中的液体阻尼机构（惯性通道、解耦板和液体）相当于动力吸振器。在最近10多年对被动式液阻悬置的研究中，大部分的工作主要是对其动特性进行仿真分析。比较典型的工作有美国Ohio州立大学的G. Kim 、R. Singh等人19-23和加拿大Waterloo大学A. Geisberger、A. Khajepour等人2426的研究工作。G. Kim 和R. Singh于1992年发表了惯性通道解耦板式液阻悬置集总参数的线性模型19，并利用该模型对其低频动特性（050Hz）进行了仿真；文中分析了集总参数模型中的一些物理参数和液阻悬置的几何参数（如上液室的体积柔度、惯性通道的横截面积和长度等）的变化对其性能的影响。在他们随后发表的文献中20-23，讨论了液阻悬置仿真分析中的一些非线性因素，如解耦板的开关机理、橡胶主簧体积柔度的非线性特性等。在文献19-23中，其仿真所需的物理参数，如橡胶主簧的动刚度和阻尼、上液室的体积柔度、惯性通道中液体和解耦板的流量阻尼系数等，都是通过实验或者由近似的解析公式计算得到的。美国Northwestern大学的J. E. Colgate、C. T. Chang和Y. C. Chiou于1995年对一惯性通道解耦板式的液阻悬置进行了研究27。文27中建立了两个线性模型，它们分别适用于低频、大振幅和高频、小振幅振动；利用等效线性化技术解释了液阻悬置的动特性与激振振幅的相关性；计算分析了液阻悬置在受到复合激励时的动特性，得到了与T. Ushijima等人17实验一致的结论。文中所建立的方法对于液阻悬置在5200Hz的频率范围内动特性的分析是有效的。加拿大Concordia大学的A. K. W. Ahmed、M. M. Haque和S. Rakhejia研究了惯性通道节流阻尼孔式液阻悬置的动态特性28。文中利用流体力学的经验公式，考虑了液体流经节流阻尼孔式的湍流特性；研究了当其受到冲击载荷时的隔整性能，并分析了阻尼孔的直径对其冲击特性的影响。加拿大Waterloo大学的A. Geisberger、A. Khajepour等人于2002年发表了他们在被动式液阻悬置动特性仿真研究的成果24。和以前发表的其它研究成果相比，该文章的最大创新之处是他们建立了一套完善的实验装置，利用这些装置，可以把液阻悬置集总参数模型动特性仿真所需的物理参数完全由实验测试出来，因而大大的提高了液阻悬置动特性仿真分析的精度。和其它的文献19,20一样，橡胶主簧的动刚度和阻尼是在电液振动实验台上测试得到的。图1-5 为A. Geisberger、A. Khajepour等人24建立的测试上液室的体积柔度和橡胶主簧等效活塞面积实验装置图。图1-5测试上液室体积柔度和橡胶主簧等效活塞面积的实验装置图当测试上液室的体积柔度时，将悬置端固定，在作动端施加体积激励（位移激励），液室的压力则由压力传感器测出，对于不同的体积激励，可由实验测试出与其对应的液室的压力，由公式（1-1）可求出上液室的体积柔度。由于液体是不可压缩的，因此上液室的体积柔度主要取决于橡胶主簧的膨胀变形。当测试橡胶主簧的等效活塞面积时，作动端不施加约束，在悬置端施加一个位移，由于液体是不可压缩的，因此作动端会上升一个位移，等效活塞面积可以由下式求出 (1-3)上式中，为作动端液压油缸的面积。下液室体积柔度的测试原理与上液室体积柔度的测试原理类似，图1-6为A. Geisberger、A. Khajepour等人24建立的测试橡胶底膜体积柔度的简图。下液室的体积柔度主要取决于橡胶底膜的硬度和厚度。假定液阻悬置在工作时，其上、下液室的压力均匀分布，并分别记为和，流经惯性通道的流量记为，将惯性通道中的液体视为集总质量，则其动量方程为图1-6测试橡胶底膜体积柔度的实验装置图 (1-4)上式中，为惯性通道中液体的惯性系数，当惯性通道的形状规则时，可由下式计算得到 (1-5)式中，为液体的密度，和分别为惯性通道的长度和横截面积。式（1-4）中和分别为惯性通道对其中液体流动的线性和非线性流量阻尼系数，其值与惯性通道的截面形状、管壁的粗糙度和液体的粘度等有关，、的定义式为= ， = (1-6)式中，、分别为惯性通道中流体流动速度项和其平方项的阻尼系数。图1-7是A. Geisberger、A. Khajepour等人24设计的用于测试惯性通道物理参数的实验装置图。在装置中，活动解耦板被固定住，因而两个液室之间液体的流动只能经过惯性通道。实验时，在作动头端施加流量激励（位移激励），惯性通道两端的压力、由两个压力传感器测量得到，由方程（1-4），并利用参数识别技术即可得到参数、和。 (a) 结构简图 (b)实验装置图图1-7 惯性通道物理参数测试的实验装置当解耦板在其自由行程内运动时，解耦板及其附连液体的动量方程为 (1-7)上式中，为随解耦板运动的液体量，和分别为液体对解耦板的线性和非线性流量阻尼系数，其定义与和类似，为解耦板及其附连液体的惯性系数，它等于解耦板及其附连液体的质量之和除以解耦板面积的平方。由于附连液体的质量难以准确确定，因此的值不易确定。图1-8解耦板物理参数测试的实验装置图1-8为A. Geisberger、A. Khajepour等人24设计的用来测试、和的实验装置。实验装置中，惯性通道体中的惯性通道被堵住，因此当作动端有小位移激励（流量激励）时，上下液室之间液体的流动只能随解耦板的上下运动而流动。实验时，施加的激励应该保证解耦板在其自由行程内运动。由方程（1-7），并利用参数识别技术即可得到参数、和。在液阻悬置动特性的研究文献9-24, 27-35中，基本上都是采用数值方法来进行研究的。加拿大Waterloo大学的G. Nakhaie Jazard等人25,26以一惯性通道解耦板液阻悬置为研究对象，利用摄动方法求出了液阻悬置稳态响应的解析解；研究了解耦板在共振时的幅频特性和有关的物理参数的变化对幅频特性的影响。国内的一汽集团、吉林大学和清华大学等单位先后开展了液阻悬置及其隔震性能方面的研究工作。19891996年期间，吉林大学和长春汽车研究所合作，对液阻悬置的特性及其对整车舒适性的影响进行了实验研究和仿真计算分析29-33。王德平等人29对AUDI 100轿车动力总成惯性通道解耦膜液阻悬置及其元件进行了实验研究。王立公、吕振华等人31的研究工作是与长春汽车研究所开发的CA7200轿车动力总成液阻悬置国产化工作同步进行的。他们在消化、吸收AUDI 100 轿车动力总成液阻悬置的基础上，开发了不同结构尺寸的阻尼孔式液阻悬置，并应用于CA7200轿车；他们对半主动式液阻悬置也进行了初步的研究。裘新、吕振华等人32利用非线性振动理论和试验识别技术对液阻悬置在时域内的非线性特性进行了研究，对比分析了动力总成液阻悬置系统，动力总成橡胶悬置系统和副车架系统的固有特性对隔振性能的影响。史文库、吕振华等人33建立了包括副车架在内的十四自由度的汽车动力总成悬置系统的力学模型，研究了液阻悬置和橡胶悬置的隔振效果；建立了整车动力学分析的十六自由度的模型，着重研究了动力总成悬置系统和副车架悬置系统对整车振动的影响，并以汽车的舒适性为目标，优化了动力总成悬置系统的参数。清华大学的梁伟、罗捷、吕振华等人于19972001年期间对BUICK轿车动力总成惯性通道解耦板式液阻悬置进行了实验研究和仿真计算34，并对双惯性通道型液阻悬置的机理进行了分析35；对一柴油发动机动力总成，以能量解耦为目标函数，对动力总成悬置系统进行了优化设计。(王利荣的工作总结？)。在文献30-35中，对液阻悬置的动特性进行仿真时，均采用集总参数模型，仿真所需的物理参数由实验测试得到。综上所述，在液阻悬置集总参数模型动特性研究的文献中，其模型所需的物理参数，如橡胶主簧的刚度和阻尼、上下液室的体积柔度和橡胶主簧的等效活塞面积、惯性通道中流体流动的流量阻尼系数、解耦板及其附连液体质量的惯性系数和流量阻尼系数等都是通过实验的方法或者由近似解析公式计算得到的。M.Muller(德国Freudenberg公司)在文献37中指出，橡胶主簧的刚度、体积柔度和等效活塞面积可以由有限元分析的方法得到，但在该文献中仅仅给出了橡胶主簧轴对称的有限元模型、橡胶材料的本构模型和橡胶主簧的力变形曲线。加拿大Waterloo大学的M. S. Foumani, A. Khajepour等人82于2002年论述了利用ANSYS 5.7计算一轴对称橡胶主簧的体积柔度的方法，但文献82只是给出了边界条件和计算结果，尚未给出材料模型和计算结果与实验结果的对比分析。利用集总参数模型对液阻悬置的动特性进行仿真模拟时，计算结果是否与实验值一致，很大程度上取决于模型中物理参数的准确性。迄今为止，这些物理参数的获得，还依赖于对相关部件的实验测试，因此要在产品的开发阶段预测产品的性能，必须制造出液阻悬置的部分元件。1.4 选题的意义汽车动力总成悬置系统是为了隔离动力总成与车体之间的振动传递而设置的十分重要的汽车减振降噪装置。为汽车动力总成设计开发具有优良隔振性能的悬置系统是提高汽车乘坐舒适性及其整体品质的最重要的环节之一，因此它一直是汽车设计开发中的一项重要技术课题。但是在我国，许多汽车动力总成悬置系统的设计制造一直是一个薄弱环节，其隔振性能普遍欠佳，导致车内振动噪声特性不良、乘坐舒适性较差，以至使其成为国产汽车较普遍存在的较突出的性能及质量问题之一。液阻悬置是一种新型的、性能优良的汽车动力总成的悬置元件，可在很大程度上弥补普通橡胶悬置元件的缺点，从而可大大改善汽车动力总成悬置系统的隔振降噪、减振缓冲性能。鉴于国际上越来越多的汽车、尤其轿车发动机动力总成采用了液阻悬置隔振系统，我国生产的轿车、轻（微）型客/货车等高速汽车也应该尽快采用这一新型的动力总成振动控制技术。实际上，国内的汽车制造企业在开发新的轿车和轻（微）型客/货车等产品时，都不断遇到因发动机动力总成振动引起的较严重的车内振动噪声问题。由于未采用较先进的动力总成隔振技术，导致国产的各种汽车的车内振动噪声控制技术水平与国外的同类汽车存在较大的差距。近年来,在汽车市场竞争的推动下，我国汽车技术的进步逐步加快，第一汽车集团公司、上海大众汽车公司、神龙汽车公司等汽车制造企业和上海柴油机公司、玉柴机器公司等汽车发动机制造企业以及一些军用车辆研究部门已经开始认识到在国产民用汽车和军用车辆的动力总成悬置隔振系统中采用液阻型橡胶隔振器等先进技术的必要性。可以相信，在不久的将来，液阻悬置隔振技术必将在国产轿车等高速汽车的动力总成隔振系统等方面开始推广应用。但是，我国在液阻悬置的自主设计、开发、制造以及液阻悬置隔振技术在国产汽车上的应用等方面至今几乎尚属空白。近年来，作者所在的课题组在消化吸收外国轿车动力总成液阻悬置系统隔振技术方面进行了一些基础性研究工作，通过一系列的实验研究和模拟计算分析，我们已经对几种液阻型橡胶隔振器的动态特性和轿车动力总成液阻悬置系统的隔振性能等有了较多的了解。但是目前的计算分析都依赖于实验，尚未真正的实现完全通过CAE的手段实现液阻悬置的性能分析。本文通过实验评价方法和液固耦合有限元模拟计算分析技术对汽车动力总成液阻悬置的设计理论进行了研究。文中探讨了橡胶减振元件弹性特性的有限元分析方法，参数识别技术、液固耦合非线性有限元分析理论在液阻悬置动特性仿真分析中的应用等。利用本文的研究方法，可以在液阻悬置产品的开发阶段预测其静动态性能和进行优化设计，有利于提高产品设计质量、缩短开发周期。1.5 论文的主要内容1.5.1 液阻悬置特性的实验研究以惯性通道，惯性通道解耦板式液阻悬置及其对应的橡胶主簧为研究对象，对其静动态特性进行了研究。测试了橡胶主簧和液阻悬置的三向静刚度，上液室的体积柔度；研究了预载荷、激振振幅和激振频率对液阻悬置及橡胶主簧动态力学特性的影响。比较分析了惯性通道解耦板式与惯性通道式液阻悬置的动态特性，研究了解耦板对液阻悬置动态特性的影响。在不同的激振工况下，测量了上液室的动态压强及其温度。这些实验研究方法和结论对液阻悬置及橡胶隔振器的实验评价具有指导意义，同时为本文的计算分析部分奠定了良好的基础。1.5.2 橡胶减振元件弹性特性的有限元分析 液阻悬置的性能与橡胶主簧的性能密切相关。本文以汽车动力总成液阻悬置的橡胶主簧为研究对象，探讨了隔振橡胶元件的有限元分析方法。重点探讨了建立橡胶超弹性特性本构关系时实验数据的获取方法，并对利用不同的橡胶本构模型来拟合实验数据时的结果进行了分析。利用通用有限元分析软件ADINA计算了橡胶主簧在三个垂直方向的力位移特性，并和实测结果进行了对比分析；计算了橡胶主簧的静、动态应力，结果可用于其强度的分析。研究了橡胶主簧静态弹性特性有限元分析计算结果与单元特性的关系。计算了不同结构方案橡胶主簧的垂直刚度和应力分布，结果可用于多结构方案的分析。利用以上分析方法，对一较为复杂悬架衬套的径向、轴向方向的刚度进行了分析，并将计算结果与实验值和有关解析公式（基于规则形状衬套推导出来的）计算得到的值进行了对比分析。1.5.3 液固耦合有限元分析的基本理论和应用要点由于本文要用到液固耦合非线性有限元分析来确定液阻悬置集总参数模型中的物理参数，和对液阻悬置进行液固耦合有限元分析。本论文的第四章论述了液固耦合有限元分析的基