多惯性通道型液阻悬置动态特性的实测与分析

设计并制造了不同类型的多惯性通道型液阻悬置试件,对其动特性进行了实验测试。分析了多惯性通道型液阻悬置的用途,建立了不同类型多惯性通道型液阻悬置的集总参数模型,给出了其动刚度、滞后角的计算方法和滞后角峰值频率的计算公式。计算了多惯性通道型液阻悬置的动态特性,并和实验值进行了对比。文中的分析方法和结论对被动式液阻悬置和半主动式液阻悬置的设计与开发具有指导意义。     

考虑强液-固耦合效应的发动机液阻悬置动态特性仿真研究

以某轿车发动机液阻悬置为研究对象,运用INTESIM强液-固有限元方法建立了其动态特性分析的强液-固耦合有限元模型,仿真分析了其静、动刚度特性,并和实验结果进行了对比,验证了仿真研究结果的有效性,说明利用INTESIM强液-固耦合有限元方法可以有效的仿真液阻悬置的动态特性。     

汽车悬架液压衬套非线性动特性的实验与建模方法研究

在不同振幅位移激励下,测试了一汽车液压衬套的动刚度、滞后角随频率的变化特性。建立了液压衬套动态特性分析的非线性集总参数模型,基于模型,探讨了液压衬套橡胶主簧、惯性通道与液压衬套动特性之间的关系,计算结果与实验结果的一致,验证了计算模型分析的正确性。分析建立的集总参数模型,表明液压衬套在不同位移振幅激励下,存储动刚度具有不动特征点及在高频激励下动刚度趋于定值的特性。基于这种特性发展了模型参数的辨识方法,并对液压衬套集总参数模型中的参数进行了识别,利用识别得到的参数对液压衬套的动特性进行了计算,验证了识别得到的参数的正确性。     

电流变液发动机悬置建模及模糊半主动控制仿真分析

对电流变液发动机悬置进行建模分析,推导复刚度与频率间的关系表达式,采用MATLAB软件的Simulink模块对悬置的动刚度和阻尼特性进行仿真分析。运用模糊控制理论建立电流变液发动机悬置二自由度系统的模糊半主动控制仿真模型。仿真分析结果说明采用模糊半主动控制的电流变液发动机悬置的隔振性能较好。     

液阻型橡胶隔振器非线性特性仿真分析

液阻型橡胶隔振器是汽车动力装置等系统的先进隔振元件。该文以惯性通道-活动解耦盘式液阻悬置为研究对象，建立了非线性动力学特性仿真分析的线性与非线性集总参数模型，重点探讨了模型中一些重要物理参数的识别方法。对BUICK轿车动力总成惯性通道-解耦盘式液阻悬置的动特性进行仿真，并与实验值进行对比分析，计算了该液阻悬置在不同的激振工况下，一些特征参数变化的规律，结果与液阻悬置的工作机理或实验值吻合。该建模与仿真方法对液阻悬置产品设计与开发具有一定的指导意义。     

汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究

建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型，当动力总成在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下，给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式；计算了一轿车动力总成质心位移和悬置支承点动反力的幅频响应，由此阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置滞后角峰值频率和滞后角峰值大小设计的方法。计算结果表明，利用该方法设计的液阻悬置的动态特性，可以有效地控制动力总成在垂直方向的振动和绕曲轴方向扭转振动，减小悬置支承点动反力的幅值，从而减小车身的振动和降低车内噪声。     

基于磁流变悬置的动力装置垂向隔振控制与试验研究

悬置阻尼宽频可控对动力装置实现积极隔振具有重要意义。分析了基于挤压模式的磁流变半主动悬置工作原理和阻尼特性,在建立动力装置垂向隔振模型的基础上,设计出模糊自适应隔振控制器,用量化、比例因子自调整算法降低不同工况下动力装置垂向激励力的传递;给出了一种改进的天棚控制算法,通过抑制动力装置振动来降低能量传递。设计出动力装置隔振台架试验系统,在不同工况下进行了隔振对比试验。结果表明,在动力装置处于中低转速时,可控磁流变悬置能在宽频范围内把力绝对传递率抑制到25%内,隔振效果优于橡胶悬置;而磁流变悬置垂向隔振方法中,兼顾振动传递率和激励频率的模糊自适应控制,优于通过抑制动力装置自身振动来隔振的天棚控制。     

液阻悬置动特性建模及汽车动力总成悬置系统振动控制优化

给出了表征液阻悬置动态特性与激振频率相关性的五参数分数导数模型,模型中的五个参数具有明确的物理意义.建立了含有液阻悬置的六自由度动力总成悬置系统振动分析模型,在路面垂直位移激励下,给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式.为降低动力总成质心位移和悬置支承点动反力的振动幅值,给出了基于遗传算法和序列二次规划算法的优化设计方法,对一轿车动力总成中含有的两个液阻悬置的动态特性进行了优化设计.优化结果表明,利用该优化方法得到的液阻悬置的动态特性,可以有效地降低动力总成在垂直方向振动以及悬置支承点动反力的振动幅值.     

汽车液阻悬置动特性和隔振性能分析

为分析某一型号轿车发动机液阻悬置在低频的动态特性,建立该悬置集总参数模型,应用MATLAB软件仿真的动特性曲线与试验曲线基本吻合,表明所建立的液阻悬置模型能较精确分析该悬置的动特性;并应用ADAMS/CAR软件建立整车模型,通过整车仿真来比较液阻悬置和橡胶悬置的隔振性能,结果表明前者具有更好的隔振性能。     

基于动态子系统修改的动力总成悬置声学优化设计

基于腔体声振特性的动态子系统修改方法,将车辆动力总成悬置系统视为附加于车体上的子系统,揭示出车内噪声声压与悬置弹性元件的刚度、阻尼特性参数之间的直接定量关系.并为确保求解效率且降低对计算环境的要求,采用响应面法对其加以近似处理.进而,以降低车内噪声声压为目标,以悬置弹性元件的刚度、阻尼特性参数为设计变量,建立了悬置特性的声学优化设计模型.最后,以5t越野集装箱叉车为算例,证实了所提优化设计方法的有效性.     

非线性能量阱刚度优化计算与振动台试验

Nonlinear energy sink (NES) was proposed and its main feature to mitigate vibrations in a broad frequency band range was explored here.Firstly,the expressions for the relation between frequency and energy under 1∶1 resonance were derived using the analytical method.According to the expressions,the frequency-energy plot was drawn.This plot intuitively revealed that when a NES is attached to a linear oscillator,its vibration frequency relative to the linear oscillator has a direct relation to the energy level of the system.Then,the formulas for the relationships among the stiffness of NES and energy,frequencies and modal shapes of linear oscillators were derived with the analytical method in the model space of a multi-DOF vibration system.The optimal solution to NES stiffness was calculated with these formulas under a certain energy level of the vibration system.Based on the optimal stiffness calculation method,the NES vibration control test was designed and the corresponding shaking table tests were conducted.To test the wide frequency vibration control features of NES,a set of springs with different stiffness were employed and dynamic properties of the controlled frame were changed through adding the mass of the frame.The test results demonstrated that NES has a good broad frequency band vibration control effect,it can work well even though its stiffness deviates from the optimal value or there are some changes in dynamic features of the controlled target.     

橡胶隔振器非线性动力学模型理论与实验研究

基于静态压缩实验、广义胡克定律和应变能密度推导了描述橡胶超弹性的本构关系,进而获得了橡胶隔振器静态刚度模型;在此基础上,提出基于动态激振实验的动态刚度模型,该模型由橡胶隔振器静态刚度、位移系数和频率系数组成。在此基础上,对单自由度质量-隔振器系统进行数值仿真和实验测试,二者获得的系统的固有频率基本吻合,验证了所提出的橡胶隔振器动力学模型的正确性。研究结果为获得橡胶隔振器静、动态刚度模型提供了简洁、实用的思路,并为研究含有隔振器的动力系统的动力学特性提供了理论基础。     

液阻悬置惯性通道阻尼特性的实验与计算分析

以一轿车动力总成惯性通道型液阻悬置为研究对象,讨论了线性与非线性集总参数模型和模型中物理参数的特点及应用范围;应用流体力学有限元分析的方法,计算得到了惯性通道两端压力差与其中液体流动流量的关系,设计并制作了实验台,对计算结果进行了验证.利用惯性通道中液体流动的动量方程和惯性通道两端的压力差与其流量的关系,采用最小二乘方法,得到了惯性通道中液体流动的阻尼参数.该方法得到的阻尼参数,在较大激振频率和激振振幅范围内反应了惯性通道的阻尼特性.利用非线性的集总参数模型和本文方法得到的惯性通道阻尼特性参数,对一液阻悬置的动态特性进行了计算分析,计算结果和实验结果具有较好的一致性.     

低压转子初始弯曲双转子系统跨坐标系建模方法

针对航空发动机双转子系统中低压转子初始弯曲问题,考虑中介支点轴心位置偏移,提出一种跨坐标系的双转子系统建模方法,这种方法能够解决高低、压转子运动形式不同而不能在统一坐标系下建模的问题,进而可以较准确模拟中介支点轴心偏移对双转子系统动力学影响。基于高低压转子的耦合运动行为,分别在不同坐标系下建立高、低压转子有限元模型,通过Lagrange方程得到高、低压转子的运动微分方程。通过对中介轴承的内外环自由度坐标变换实现了高低压转子的跨坐标系自由度耦合。低压转子的初始弯曲将导致自身的质量偏心和角度偏置,这将引起对低压转子的附加离心载荷和附加陀螺力矩;由于中介支点轴心位置偏移,高压转子的运动微分方程中具有时变刚度和时变阻尼项,其附加的激励载荷也比较复杂;中介轴承由于连接不同坐标系通过坐标变换产生时变刚度。通过算例对该模型的稳态响应分析,并与传统模型进行了对比。结果表明:当接近低压转子激励临界转速时,该模型的响应幅值较传统模型明显增大。     

橡胶隔振器高频动态特性的计算方法

该文采用一种由Mooney-Rivlin模型和多个Maxwell模型叠加组成的非线性粘弹性本构模型,用于计算橡胶隔振器的高频动态特性。该文给出了在时域和频域范围内拟合本构模型中粘弹性参数的方法,利用拟合得到的本构模型参数,对某款橡胶悬置跨点动态特性进行计算,并与实验结果进行对比。该文还建立了橡胶隔振器等效力学模型,分析了原点动刚度和跨点动刚度的区别,分析表明:使用跨点动态特性测试法可消除测试中附加惯性力的影响,适用于橡胶隔振器高频动特性的测试;同时,该文搭建了橡胶隔振器有限元模型,分别用于分析其跨点动刚度与原点动刚度,并将分析结果与实验结果进行对比,分析结果验证了有限元模型和力学模型的正确性。除此之外,该文还分析对比了时域（松弛、蠕变）和频域（简谐动态试验）拟合粘弹性参数方法的优缺点。     

基于传递矩阵法的车辆-轨道垂向耦合系统动力分析方法

为准确高效求解车辆-轨道耦合系统动力响应,利用轨道结构的周期性特征,基于传递矩阵法(transfer matrix method, TMM)提出了一种便捷的轨道子系统建模和求解方法。该方法根据轨道系统结构特点,分别将有砟轨道和CRTSⅡ型无砟轨道系统的周期性重复部分划分为不同轨道元胞结构,在元胞结合面引入刚度方程假定,基于元胞结构动力方程推导元胞内部及相邻元胞间的传递关系,进而建立整体轨道子系统的状态矢量传递模型,最后结合轨道结构边界条件和轮轨间相互作用力,采用直接积分法求解轨道元胞结构的动力响应。车辆系统采用10自由度的车辆模型,并基于轮轨线性赫兹接触模型,通过轮轨相互作用力与轨道系统实现耦合。以高速动车通过无砟轨道结构为计算背景,对TMM和有限元直接刚度法(direct stiffness method, DSM)的计算结果进行对比分析。研究结果表明,该方法显著地降低了车-轨耦合系统中轨道子系统的自由度数目,具有较高的计算精度和计算效率,且建模便捷,可有效地用于车辆-轨道耦合系统的动力响应分析。     

堆内构件径向支承键流致振动载荷研究

CAP1400堆内构件设计过程中,由于涉及系统性和非线性,径向支承键流致振动载荷的预测是一个难点;传统方法针对单部件,采用线性的功率谱密度分析,据此对径向支承键载荷进行非常保守的估计。提出了一种新的计算径向支承键流致振动载荷的简化分析方法,可考虑间隙、刚度、摩擦等非线性效应,从而得到更为准确的结果;建立了CAP1400下部堆内构件的有限元模型,并通过CAP1400堆内构件比例模型动态特性试验结果,验证了该模型的正确性;形成了功率谱密度载荷和时程载荷的转换方法,并验证了其准确性;通过1∶6比例模型试验结果,验证了时程分析方法的准确性。利用CAP1400下降环腔的流致振动载荷,对有限元模型加载进行时程分析,得到了不同间隙状态下堆内构件径向支承键的流致振动载荷。     

带柔性静子结构高速转子支承刚度修正方法

针对某涡轴发动机带柔性过渡段悬臂动力涡轮转子支承刚度的修正方法开展研究。以动力涡轮模拟转子为研究对象,建立了转子的有限元分析模型,基于SAMCEF分析软件计算得到了转子的前三阶临界转速和振型,在高速旋转试验器上完成了全转速范围内的动力特性试验,分析确认了柔性过渡段是导致模拟转子前两阶临界转速存在较大计算误差的主要原因,基于临界转速试验结果,提出了一种转子支承刚度的修正方法并对模拟转子的支承刚度进行了修正,推算得到了柔性过渡段的横向刚度。其次,以真实动力涡轮转子为研究对象,按修正方法对真实动力涡轮转子的支承刚度进行了修正,支承刚度修正后其前两阶临界转速的计算误差大幅减小,验证了该修正方法的正确性,修正后的计算模型很好地反映了真实转子的实际情况。研究工作对类似高速转子支承刚度的修正有重要的指导意义,可有效提高航空发动机带柔性静子结构高速柔性转子的建模精度。     

滚球型准零刚度隔振器的特性分析

针对工程实践中的低频隔振难题,提出一种紧凑的、带滚球装置的准零刚度隔振器。首先,对隔振器进行了静力学分析,得到了实现准零刚度的参数条件;其次,建立了隔振系统动力学模型,利用谐波平衡法分析了系统频响特性及隔振性能,讨论了激励幅值和阻尼对响应的影响;最后,利用ADAMS对系统动力学特性进行仿真及隔振效果评估。结果表明,与相应的线性隔振系统相比,准零刚度隔振器的起始隔振频率显著降低,且在低频范围内力传递率比线性系统低得多。因此,滚球装置提供的负刚度明显降低了系统竖向总刚度,使系统具有优异的低频隔振性能,更重要的是紧凑的设计使其更易工程化。