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3 悬架弹性元件的设计计算
给定轻型货车的设计参数：
总质量：3.95t 载质量：2t 整备量：1.82t
满载时： 前轴负荷：1.3825t 后轴负荷：2.5675t
非簧质量： 前悬：50kg 后悬：100kg
尺 寸： 总长：5500mm 总宽：1807mm 总高：2016mm
轴距：3400mm 前轮距 ：1480mm
后轮距：1470mm 满载重心高度：650mm
3.1悬架主要参数的确定
3.1.1 影响平顺性的参数
悬架设计的主要目的之一是确保汽车具有良好的行驶平顺性。汽车行驶时振动越剧烈，则平顺性越差[12]。
（1）平顺性评价指标
ISO2631规定，当振动波形峰值系数 时，用加速度的加权均方根值来评价振动对人体舒适性和健康的影响。评价时采用人体坐姿受振模型，如图3-1，不仅考虑座椅支撑面处输入点3个方向的线振动 ，还考虑该点3个方向的角振动 及座椅靠背和脚支撑面两个输入点各3个方向的线振动 ，共3个输入点12个轴向的振动。对于每个轴向的振动，其加权加速度均方根值 可由下式得到：
（3-1）
式中 ——振动加速度功率谱密度函数，可由加速度时间历程 得到；
——考虑人体对不同频率振动的敏感程度不同而引入的频率加权函数。
图3-1 人体坐姿受振模型
考虑到不同输入点、不同轴向的振动对人体影响的差异，总的加权加速度均方根值 可求出为： （3-2）
式中 ——用式4-1求出的各轴向振动加速度均方根值；
——各轴向加权系数。
总的加权加速度均方根值与人体主观感觉之间的对应关系如表4-1：
表3-1 加权加速度均方根值与人途主观感觉之间的关系
加权加速度均方根值/
人体主观感觉
<0.315 没有不舒适
0.315~0.63 略有不舒适
0.5~1.0 有些不舒适
0.8~1.6 不舒适
1.25~2.5 很不舒适
>2.0 极不舒适
汽车的振动输出由道路激励输入和汽车对振动的传递特性共同决定。路面不平度可以用道路功率谱 表征，其中 为空间频率，是路面不平度波长的倒数。当汽车以车速 驶过给定的路面时，道路激励的时间功率谱可表述为：
（3-3）
式中 ——路面不平度系数， ；
——时间频率， 。
大量的研究和实践结果表明，对平顺性影响最为显著的三个悬架特性参数为：悬架的弹性特性、阻尼特性以及非悬挂质量。
（2）悬架的弹性特性和工作行程
对于大多数汽车而言，其悬挂质量分配系数 ，因而可以近似地认为 ，即前后桥上方车身部分的集中质量的垂向振动是相互独立的，并用偏频 ， 表示各自的自由振动频率，偏频越小，则汽车的平顺性越好。一般对于采用钢制弹簧的轿车， 约为 ， 约为 非常接近人体步行时的自然频率。载货汽车的偏频略高于轿车，前悬架约为 ，后悬架则可能超过 。为了减小汽车的角振动，一般汽车前、后悬架偏频之比约为 。具体的偏频选取可参考表3-2：
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