负重轮轻质材料的应用及其制造工艺研究进展

倪斌庆，曾 智，马秋成，张亚新，张志广

(1.湘潭大学 机械工程学院, 湖南 湘潭 411105;2.株洲时代新材料科技股份有限公司, 湖南 株洲 412007)

履带车辆因为具有良好的越野性能和机动性能而受到各国武装部队的青睐，其轻量化研究也备受重视。负重轮是履带车辆用于支持车体并保持车体在履带上滚动的车轮，在整车中数量多，占车重比例达到4%[1]；所以，减轻其负重轮的质量是履带车辆研制中非常重要的课题之一，对实现整个装备的轻量化具有重要意义[2]。负重轮轻量化不仅能有效降低车辆的整体质量，提高车辆机动性能；还能提升车辆的舒适性，改善驾驶性能；以及提高车辆的燃油经济性。在汽车技术发展历史中，簧上质量和簧下质量的分离对悬架技术的发展起到巨大推动作用[3]。研究中常采用车体的加速度来表征乘坐的舒适性。岳杰等[4]对二自由度车辆振动系统简化模型进行动力学方程分析，得出簧下质量对车身加速度的影响曲线如图1所示。

图1 簧下质量对车身加速度的影响曲线

由图1可知，减小簧下质量将提高高频共振频率，避免车身振动频率接近人体敏感振动频率(垂直振动频率敏感为4～12.5 Hz，水平振动敏感频率为0.5～2 Hz[5])。而底盘更容易隔绝高频振动，进而减少人体振动输入，因此，减小簧下质量可提升车辆的舒适性。

Ulrich Seiffe[6]以Volkswagen Golf轿车为实例，认为一辆轿车的质量若能减少10%，则可节油3%～4%，从而提高车辆燃油经济性。

研发低密度、高强度的轻质材料及发展先进的成型加工工艺是负重轮轻量化的主要方向之一。……