油气弹簧弹性力值解析计算与仿真分析

提出了油气弹簧弹性力值解析计算的一种研究方法。给出了单筒式油气弹簧的结构简图,针对其结构特点,运用范德瓦尔实际气体状态方程,根据工程设计中可能出现的已知和未知气室初始高度的两种情况分别对系统弹性力进行了推导,同时创建了计算密闭容器内气体质量的求解方程式。对试制样件进行弹性特性试验,与方程解析解对比验证了研究方法的正确性,同时开展了相关参数对油气弹簧弹性力影响规律的研究,所得结论为气体弹簧的设计提供了参考。     

重型越野车辆油气弹簧设计与验证

为了满足重型越野车辆对大行程弹性元件的要求,创新设计了一种双气室油气弹簧。根据结构和工作特性,建立了两种工作状态下的油气弹簧数学模型,并分析了其刚度特性。加工油气弹簧样件,进行台架试验,获得了不同频率下的油气弹簧作用力和位移数据。分离弹簧作用力中静摩擦力、阻尼力和弹性力。利用弹性力和位移数据,通过曲线拟合方式,识别油气弹簧工作气体不同工况下的多变指数。设计的双气室油气弹簧结构、油气弹簧理论模型,对油气弹簧在大行程越野车上的应用提供了支撑。     

工程车辆油气弹簧的建模与特性分析

为了研究油气温度的变化对油气弹簧特性的影响,设计了油气弹簧综合性能试验系统和温度间接测试系统,建立了油气弹簧振动模型。首先,采用等价线性化和泰勒展开相结合的方法求得了振动模型的近似解析解,通过与试验数据对比表明,包含温度系数的数学模型更接近于实际情况;然后,在此基础上分析了油气温度的变化对油气弹簧阻尼和刚度的影响。结果表明,油液温度的升高使油气弹簧阻尼力减小,降低了油气弹簧的减振效果;而氮气温度的增加使油气弹簧的刚度增大,增大了油气弹簧的承载能力。     

固定缸简式油气弹簧动态特性研究与分析

主要结合某型履带多轴车辆油气弹簧的设计,分析固定缸筒式油气弹簧的刚度和阻尼非线性动态特性,推导出油气弹簧的动态特性表达式,经验证计算结果与台架试验结果相吻合,验证了表达式的准确性,为油气弹簧的性能分析提供了简便准确的计算方法。并进一步说明了油气弹簧的刚度渐升特性和阻尼的非线性有益于提高履带车辆越野机动性和平顺性,从而阐明油气弹簧在履带多轴车辆的重要地位。     

固定缸筒式油气弹簧动态特性研究与分析

主要结合某型履带多轴车辆油气弹簧的设计,分析固定缸筒式油气弹簧的刚度和阻尼非线性动态特性,推导出油气弹簧的动态特性表达式,经验证计算结果与台架试验结果相吻合,验证了表达式的准确性,为油气弹簧的性能分析提供了简便准确的计算方法.并进一步说明了油气弹簧的刚度渐升特性和阻尼的非线性有益于提高履带车辆越野机动性和平顺性,从而阐明油气弹簧在履带多轴车辆的重要地位.     

基于阻尼阀参数的油气弹簧示功特性分析

针对带有环形阀片阻尼阀结构的油气弹簧开展了力学特性研究,利用叠加阀片的拆分原则推导了阀片组等效厚度关系式以及动态缝隙宽度表达式.运用流体力学和气体状态方程建模分析了油气弹簧的阻尼和弹性特性,对系统总输出力随位移的变化关系进行了仿真计算,并与台架试验数据相比较,验证了建模过程的正确性,而后研究了不同阻尼阀参数对油气弹簧示功特性的影响规律,得出了随着阻尼阀参数的改变油气弹簧示功特性曲线的变化趋势,为产品满足不同型号车辆的性能要求提供了参考.     

油气扭杆弹簧的刚度特性及影响因素的研究

在扭杆消隙装置中,扭杆弹簧的刚度对消隙装置的消隙效果至关重要。为使扭杆弹簧的刚度可调从而确定最佳刚度,结合油气弹簧的工作原理,设计了一种刚度可调的油气扭杆弹簧。以其为研究对象,根据物理方程建立数学模型,利用Simulink软件对其进行刚度特性仿真分析,得到了刚度与其扭转轴转角的变化关系。同时,通过改变气室初始气压、稀有气体体积、气室内径的数值,求得各参数对其刚度特性的影响。上述结论为该油气扭杆弹簧刚度的调整提供理论依据,具有非常大的实用价值与研究意义。     

斜圈弹簧非线性刚度及其结构参数影响分析

斜圈弹簧独特的非线性刚度特性是其在高压电力连接、高性能密封设备中广泛使用的关键所在。本文采用参数化建模思想,以单圈斜圈弹簧为研究对象,建立了一套有效的理论计算斜圈弹簧刚度方法。并对斜圈弹簧结构进行参数化分析,得出每个参数对结构刚度的影响。该理论计算弹簧刚度的方法对比于有限元方法计算效率高,并且有助于对斜圈弹簧的非线性机理的认知,对于斜圈弹簧的优化设计、生产与检测提供了理论指导。     

空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析

为深入研究车辆空气悬架的性能,在悬架系统动力学模型的建立和仿真计算过程中,需要考虑空气弹簧的刚度随弹簧载荷和工作高度改变而变化的特点。根据空气弹簧的动态特性试验数据构成一簇有规律曲线的特点,分别以弹簧工作高度和初始载荷为自变量进行两次曲线拟合,用非线性曲线拟合方法代替气体状态方程,得到空气悬架使用条件下空气弹簧的刚度工作曲线方程。在悬架半车离散状态空间模型仿真的每个计算步长开始时,随悬架动挠度的实时状态来确定模型中空气弹簧的刚度计算数值,从而达到对空气悬架进行变刚度仿真分析的目的。采用此方法计算的某客车空气弹簧气压瞬态响应与滚下法悬架固有频率试验时测到的空气弹簧气压曲线更接近,提出的空气弹簧变刚度特性拟合处理和悬架模型变刚度仿真方法有效。     

飞行器对接框接触界面的等效模型及刚度特性

针对空间飞行器对接框结构工作时拉压载荷特点,采用周向双弹簧等效接触模型进行对接框接触界面刚度等效,建立对接框结构在压力载荷和弯矩载荷作用下结构的接触界面刚度计算解析模型。基于弹性力学和Hertz及分形理论分别推导了对接框锁钩与接触面等效弹簧刚度,研究了变载荷作用下对接框接触界面刚度的变化特性,并利用对接试验平台对刚度模型进行了验证。结果表明:对接框在受压力载荷时刚度随载荷非连续增加,在载荷与预紧力相等时接触界面刚度发生突变;弯矩载荷时刚度随载荷的增加而接近于线性增大。该结果可为空间飞行器动力学特性分析中接触界面刚度等效提供参考。     

关于油气弹簧气体初始压力优化设定的分析

油气弹簧集弹性元件和阻尼元件于一体,以惰性气体为弹性介质,因单位质量储能比大,从而使车辆固有振动频率低,减振和缓冲性能好,并且具有优越的非线性弹性特性,能够满足工程越野车辆的平顺性要求。相比于其他类型的悬架系统,油气弹簧采用的油气悬架系统具有非线性可变刚度、结构紧凑和可调节车姿等显著特点,是一种性能比较理想的悬架系统。本文对某型越野车悬架系统中油气弹簧气体初始压力进行了计算和分析,并将计算结果应用到试验中,然后通过对气体初始压力的调整,使油气弹簧得到较低的固有频率,以易于实现对车身高度的调节,这些优点使其在越野汽车上有较好的应用前景。     

串联多轴油气弹簧悬架车辆车架强度分析

提出了一种串联多轴油气弹簧悬架车辆车架强度分析方法。根据串联多轴油气弹簧悬架车辆为等轴荷悬架的特点 ,采用有限元分析结合优化算法进行求解 ,建立了车架等轴荷问题的数学模型 ,给出了油气弹簧名义刚度的定义。在有限元分析的基础上 ,对所得结果进行优化计算 ,调整各支撑弹簧的名义刚度 ,通过迭代计算 ,最后得出串联多轴油气弹簧悬架车辆车架的应力与位移分布情况。最后给出了一个算例 ,并对计算结果进行了对比、分析。     

油气弹簧刚度特性及影响因素分析

基于某平台车用油气弹簧减振器的结构,建立了油气弹簧刚度的数学模型,利用MATLAB/Simulink软件仿真分析各种结构参数对油气弹簧刚度产生的影响,为优化油气弹簧的刚度性能提供理论指导。     

车用空气弹簧有限元分析方法

空气悬架系统的刚度直接影响整车性能,而悬架刚度又主要取决于空气弹簧刚度特性。由于在工作行程中橡胶气囊发生多重非线性问题,难以用传统方法预估弹簧刚度。为此,基于空气弹簧结构分析、非线性有限元理论,提出一种空气弹簧力学特性预估方法。在这方法中以Yeoh模型模拟橡胶层,rebar模型代表帘线层,缘板及活塞作为刚体,气体流动与气囊体变形耦合。为了检验该方法的有效性和可行性,以某一大客车悬架用膜式空气弹簧为应用实例,根据结构尺寸用CAD软件UG建立三维实体模型,并用Hypermesh软件划分网格,用试验测试橡胶材料的应力应变关系。将有限元模型导入非线性有限元软件abaqus中进行数值计算。计算结果表明,所提出的方法是切实可行,为汽车悬架用空气弹簧研制开发提供了一种较为经济实用的预估方法。     

三自由度等刚度永磁弹簧的力学特性研究

设计出一种三自由度等刚度永磁弹簧,并根据单组永磁体结构,采用虚位移法建立其径向磁力解析模型,利用有限元方法对径向磁力进行了仿真计算。仿真结果和模型计算结果基本吻合。解析计算与仿真结果表明,该永磁弹簧的径向磁力随着径向位移的增加而增大,随着轴向位移的增大而减小。在永磁弹簧平动平面内,两个移动方向的刚度系数和垂直于平面中心的回转刚度系数均相等。在径向位移较小时,径向位移与弹簧刚度系数近似成线性关系。     

单气室变截面空气弹簧刚度特性及影响因素分析

研究膜式空气弹簧的刚度特性,分析影响膜式空气弹簧刚度的因素。活塞形状是影响膜式空气弹簧的主要因素,不同的活塞形状对应着不同的刚度特性。膜式空气弹簧的刚度特性没有统一的标准,每种活塞形状都有相对应的刚度特性。基于膜式空气弹簧的这种特点,推导出曲线回转体空气弹簧的刚度公式。其中,活塞作用高度与空气弹簧位移的关系是推导单气室变截面空气弹簧刚度特性的关键因素,提出分段推导活塞作用高度与空气弹簧位移关系的方法。在建立单气室变截面空气弹簧的模型过程中,分析活塞结构尺寸变化对单气室空气弹簧刚度特性的影响。在空气弹簧基本结构尺寸确定的条件下,活塞内锥角和活塞高度变化是影响单气室变截面空气弹簧的主要因素。     

一种螺栓结合部刚度四点等效方法

螺栓结合部是机床结构中应用最普遍的固定结合部之一,直接影响着机床整机性能。应用有限元软件分析机床整机结构性能时,为了保证计算精度,需要精细划分螺栓结合部网格,导致计算规模大、耗时,因此探索简单有效的机床螺栓结合部有限元模型的处理方法具有重要意义。基于实验获取结合面基础特性参数,通过解析方法得到螺栓结合部中每个单元螺栓结合部的六项刚度,然后基于刚度等效原则将每个单元螺栓结合部等效成对称分布的四个弹簧单元,给出了等效弹簧刚度及位置的计算方法,在机床整机结构有限元分析时,以等效弹簧单元代替单元螺栓结合部,直接将其等效刚度代入有限元模型求解,可大大简化有限元计算模型。实验验证该等效方法是可行的。     

囊式空气弹簧刚度特性研究

弹簧刚度作为空气弹簧最重要的参数,是隔振系统设计的基础。以囊式空气弹簧为研究对象,在深入分析空气弹簧受力及囊体材料特性的基础上推导了刚度计算模型,并分别对影响空气弹簧刚度的各个因素进行了仿真分析。仿真结果显示,空气弹簧的刚度主要由工作高度、工作压力决定,但囊体材料特性、加载方式等因素也会对空气弹簧的动态特性产生一定的影响。该模型可为囊式空气弹簧提供一种准确性高、实用性强的计算方法,对空气弹簧隔振系统分析计算具有一定的指导意义。     

一种空满载自适应油气弹簧的设计与研究

针对自卸车等工程车辆空满载状态下轴载变化大的特点,设计一种具有两级压力蓄能器的油气弹簧结构,减小蓄能器的总体积,提高悬架系统对载荷的适应性。其中外置低压蓄能器满足车辆空载承载需求,内置高压蓄能器提高满载承载能力,防止油气弹簧的过度压缩。建立了该油气弹簧的AMESim仿真模型,通过仿真给出其在空满载下的力位移特性曲线,油气弹簧在空满载状态下刚度具有显著变化,说明油气弹簧具有较好的载荷适应性。     

叠加阀片式油气弹簧节流缝隙设计及特性试验

给出了油气弹簧结构原理图,对叠加节流阀片和调整垫圈进行研究,建立了叠加阀片应力计算式和调整垫圈厚度设计式。利用开阀速度和开阀压力建立油气弹簧节流缝隙设计公式,并对叠加阀片和调整垫圈对节流缝隙的影响进行了分析。通过实例对油气弹簧的叠加阀片、调整垫圈和节流缝隙进行了设计,对叠加阀片等效厚度、开阀特性和应力强度进行验证,并对所设计的油气弹簧进行了特性试验。试验和分析表明,节流缝隙的设计方法是正确的,对油气弹簧设计具有重要参考价值。