半主动液压减振器动态特性建模与试验研究

开发了一种具有阻尼切换功能的两级阻尼半主动液压减振器,利用MTS831对其动态特性进行了测试分析。基于流-固耦合有限元方法对该减振器的动态特性进行了建模与分析;计算结果表明,减振器阻尼力试验值与计算值偏差15%,为此验证了模型的正确性;分析了减振器油液的黏度、阻尼孔的直径等参数对减振器性能的影响。该试验方法与建模方法,可用于半主动液压减振器的开发与研究。     

磁流变液减振器性能试验研究

针对单一的性能评价指标无法表征磁流变液减振器的整体性能、难以实现减振器工作性能最优化的问题,采用试验测试方式,结合最大输出阻尼力、响应时间、示功曲线饱满程度等多个性能评价指标分析减振器在不同外部激励电流与激振速度下性能的变化规律。研究表明：最大输出阻尼力随外部激励电流的增大而增大,且输出阻尼力在活塞运动速度较小时受活塞运动速度的影响较大,在活塞运动速度足够大时受活塞运动速度的影响较小;活塞运动速度的增加会缩短减振器响应时间,阶跃电流的大小对响应时间的影响较小,但减振器的阶跃下降响应时间比阶跃上升响应时间长;在减振器装配过程中常存在的磁流变液灌装不足与体积补偿装置气体压强选择不当的问题会造成示功曲线发生畸变导致减振器的能量耗散性下降。研究结果可为磁流变液减振器的性能优化提供参考依据。     

磁流变减振器变阻尼特性对车辆平顺性的影响

对盘形缝隙磁流变减振器阻尼特性进行理论分析和实验研究后,得出该减振器阻尼特性、磁感应强度与活塞运动速度之间的关系式。在不实施控制策略的前提下,利用2自由度悬挂系统分析了磁流变减振器阻尼特性变化对车体垂直振动加速度均方响应和动行程均方响应的影响,指出活塞在高速运动时难以对磁流变减振器进行变阻尼控制的原因,同时得出磁流变减振器阻尼特性随活塞运动而变化的特性对悬挂系统的影响,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的实际应用提供了有价值的理论依据和实验结果。     

主动控制在减振器中的机械实现

在不改变夏利车其它结构的基础上,本文应用半主动隔振原理,对其油液减振器的最主要部件——活塞件进行了改进,使阻尼器节流孔的大小随路面起伏而自动调整,产生随车架垂向速度变化的阻尼力.经试制验证,改进后的减振器的性能和寿命都得到了很大提高.     

双筒式液压减振器阻尼力建模与灵敏度分析

为提高减振器阻尼力输出的准确性及减振器性能可靠性,定量分析双筒式液压减振器尺寸参数及其公差、油液黏度等对阻尼力的影响。根据阻尼力的产生机理,建立了减振器复原行程中复原阀开启前、后的阻尼力模型和压缩行程中压缩阀开启前、后的阻尼力模型,利用MATLAB仿真得到了其示功图和速度特性图,并通过台架性能试验进行了验证。考虑到阻尼力模型的复杂性,采用ANSYS中的Design Exploration模块,利用响应面法得到了减振器各个参数的灵敏度,并针对油液黏度、阀系开启高度等影响较大的参数,考虑其随机性,利用蒙特卡洛抽样方法得到了减振器阻尼力的分布,从而为双筒式液压减振器的设计提供了依据,为进一步研究减振器的阻尼力退化及寿命评估奠定了基础。     

行程敏感式液阻减振器动力学特性的三维流-固耦合有限元仿真分析

建立了缸壁槽形行程敏感式减振器较精细的三维流-固耦合动力学仿真分析模型,利用基于ALE流-固耦合、滑移网格流-流耦合的同步化迭代流-固耦合计算方法及动网格控制方法求解减振器内部的稳态及瞬态流-固耦合动力学响应,进行了部分实验验证。量化分析了缸壁槽形行程敏感式减振器的高速阻尼特性、冲击阻尼特性和活塞偏置、缸壁槽通流面积及结构变化对阻尼特性的影响,结果表明:活塞沿压缩行程方向偏置后的阻尼特性是有利的,而沿伸张行程方向偏置的状态是不利的;缸壁槽的附加泄流作用可削减减振器在地面冲击激励下阻尼力的瞬间冲击峰值;多缸壁槽形行程敏感式减振器的阻尼特性表现出单条缸壁槽作用结果的叠加效应;缸壁槽对阻尼力的减弱比例随活塞速度幅值的减小而增大;缸壁槽在高速工况下被开启及关闭的瞬态过程中伴随有阻尼力波动现象,可通过适当延长缸壁槽端部收缩段加以改善。这些分析结论对于此类液阻减振器的变阻尼特性匹配设计具有重要的价值。     

动车组空气弹簧节流孔直径优化研究

为研究铁道车辆二系垂向阻尼装置由减振器变为节流孔带来的改变,基于某高速动车组动力学试验和该动车组所用空气弹簧动态特性试验,建立其动力学模型。从车体垂向平稳性、振动加速度角度分析节流孔直径选型。结果表明:空气弹簧节流孔不仅能影响垂向阻尼,同时也影响垂向刚度;分析垂向平稳性时可以考虑选择0.7 Hz激振频率下空气弹簧刚度和阻尼特性等效其非线性特性;变减振器为节流孔后,节流孔能有效减小垂向振动加速度均方根值;在列车运行速度高于150 km/h时,建议减振器阻尼范围为10 Ns/mm至20 Ns/mm,节流孔直径范围为12 mm至16mm;比较两种阻尼装置,建议选择节流孔提供阻尼。     

活塞内流道磁流变减振器热耦合阻尼特性分析

模拟研究了采用横向工作间隙的活塞内流道磁流变减振器(MRD)在热平衡状态下的阻尼特性。基于AMESim分析了汽车以不同速度在不同路面行驶时缸筒内流体达到热平衡的温度;模拟活塞振动并耦合热平衡温度从流体的角度计算了MRD的示功曲线;通过恒温加热模拟减振器的热平衡温度在振动试验台上对MRD的阻尼特性进行了测试。结果显示,汽车的行驶速度对减振器的阻尼性能有影响,当车速为40 km/h、70 km/h、110 km/h时,MRD的阻尼性能分别下降了9.4%、16.67%、20.69%。测试结果与仿真结果基本吻合。     

汽车液压减振器机械阻尼特性试验研究

针对汽车悬架用液压减振器的机械阻尼特性进行了详细的试验研究。研究中对某轿车用双筒液压减振器在正弦位移和随机位移两种加载方式下,在不同的工作温度情况下的阻尼力进行了测试,考察了加载方式、工作温度对减振器阻尼特性的影响,并在此基础上针对液压减振器的阻尼特性评价、非线性特征和动态特性进行了讨论。研究结果对于进行液压减振器的机械动力学和热动力学耦合特性仿真的理论分析,以及建立时变的,非线性的阻尼力仿真分析模型积累了丰富的数据,提供了重要的建模依据。     

汽车减振器结构参数对性能的影响分析

由于经济的发展,汽车也逐渐进入人们的生活当中去。而在汽车的所有零部件中,减震器作为一个必不可缺少的部件,在汽车的行驶过程中起到了十分重大的作用。本文将对减振器来进行三维流场的仿真分析,并希望通过建立的模型来对减振器的一些结构和尺寸来进行分析,并且着重关注这些结构尺寸可能会对其阻尼特性的作用。经过分析和研究,基本可以得到以下的结论:如果活塞节流阀孔径、常通孔尺寸较为增大,会使阻尼力减小,卸荷速度以及卸荷力减小;随着阀片组刚度的增大,开阀时刻延后,示功图面积增大;阀片刚度在一定范围内与阻尼力呈线性关系,如果超出一定范围,那么它的非线性特性增强;弹簧对减振器阻尼力大小基本没有影响。     

一种新的汽车液力减振器阻力特性模拟模型

减振器是汽车悬架系统最为关键的零部件之一。用计算机精确地模拟减振器的阻力持性不仅可有效地预测汽车行使平顺性和操作稳定性，同时可大大缩短汽车设计调试周期与费用。本文利用粘性流体力学知识对汽车双简液力减振器内部流体特性进行离散分析和数值计算，并揉合润滑理论的粘—压—温特性概念，建立了一种全新的汽车双简液力减振器阻力特性计算模型，全面考虑了减振器各种参数对减振器阻力特性的影响，为实现汽车悬架系统的主动控制及开发新品种减振器提供理论依据。     

双出杆液压减振器高频特性模型研究

为准确反映液压减振器在高频激励下的输出特性,基于流体惯性和局部流动损失等因素对阻尼液流动的影响规律,结合高频激励下减振器阻尼间隙内的流动特征,建立能够准确反映液压减振器高频动态特性的动力学模型,对液压减振器产生的阻尼力进行理论预测研究.试验与仿真分析结果均验证了该模型的准确性.     

爆破中隔振孔对Rayleigh波的隔振效果分析

以理论分析为基础,研究了隔振孔对Rayleigh波的主动隔振计算流程,在弹性体半解析边界元法的基础上,推导出弹性半空间地层介质中隔振孔减振的边界元方程,并用MATLAB编制相关计算程序,计算并分析了弹性半空间介质中单排隔振孔的尺寸等参数对减振效果的影响规律并用实际案例进行验证。结果表明:随着隔振孔半径的增大,有效减振区域面积逐渐增大,减振效果逐渐上升,并且隔振孔中心线位置处的减振效果最佳。当采用单排隔振孔进行隔振时,隔振孔的半径对整体的减振效果有重要影响,为求获得良好的减振效果以及扩大减振区域面积,应尽可能使用孔径较大的隔振孔,隔振孔孔距应控制在一定范围内,并尽可能降低。     

爆破中隔振孔对Rayleigh波的隔振效果分析

以理论分析为基础,研究了隔振孔对Rayleigh波的主动隔振计算流程,在弹性体半解析边界元法的基础上,推导出弹性半空间地层介质中隔振孔减振的边界元方程,并用MATLAB编制相关计算程序,计算并分析了弹性半空间介质中单排隔振孔的尺寸等参数对减振效果的影响规律并用实际案例进行验证。结果表明:随着隔振孔半径的增大,有效减振区域面积逐渐增大,减振效果逐渐上升,并且隔振孔中心线位置处的减振效果最佳。当采用单排隔振孔进行隔振时,隔振孔的半径对整体的减振效果有重要影响,为求获得良好的减振效果以及扩大减振区域面积,应尽可能使用孔径较大的隔振孔,隔振孔孔距应控制在一定范围内,并尽可能降低。     

基于双粘本构模型的汽车磁流变液减振器阻尼特性分析

将磁流变液在环形阻尼通道的流动简化为无限宽平板间的准稳态流动,建立了磁流变液平板准静态流动方程,利用磁流变液的双粘本构模型、边界条件和相容条件,得出了磁流变液速度分布,并分析了不同粘度比对磁流变液的流动速度分布的影响,在给定活塞速度和环形通道的几何尺寸条件下,对汽车磁流变减振器的阻尼特性进行理论预测,并研究了磁流变液减振器的双粘阻尼特性.按照长安之星微型汽车前悬架的技术要求,设计和制作了微型汽车磁流变减振器,在山川减振器公司对此进行了台架试验研究,试验结果表明应用所提出的理论分析模型和设计原理是可行的.     

微机电系统压膜阻尼特性分析

微尺度下，压膜阻尼对微机电系统（MEMS）微结构功能特性有很大影响。从滑流效应、挤压效应和穿孔效应三个方面对平板间气膜阻尼进行理论分析，运用可压缩气膜的雷诺方程对由垂直运动产生压膜阻尼进行模型分析，详细介绍了线性Reynolds方程的多种近似解，建立了热流方程模拟的有限元分析模型，分别针对滑流、挤压和穿孔对气膜阻尼的影响进行了有限元模拟仿真及讨论，并与近似的理论结果进行对比，结果表明：滑流效应对压膜特性影响较大；增大孔径可以减小气膜阻尼和刚度系数，减小压膜阻尼对MEMS微结构的影响。     

受阻酚封端聚氨酯阻尼材料的结构与性能

分别设计合成了受阻酚AO-80和AO-2246封端聚氨酯预聚物,并经固化制得聚氨酯阻尼材料。采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描热分析、扫描电镜表征了该材料的微观结构,并研究了受阻酚含量、受阻酚种类和聚醚相对分子质量对阻尼材料动态力学性能的影响。动态力学测试结果表明,所制得试样组分相容性较好,随着受阻酚用量的增加,最大阻尼因子增大,玻璃化温度升高,阻尼温域变宽;同质量比时,AO-2246封端所制得试样最大阻尼因子和损耗峰面积均高于AO-80体系;随着聚醚相对分子质量增加,试样的最大阻尼值增大,玻璃化温度降低,相容性变好。     

磁橡胶约束阻尼处理的激励力有效区域研究

着重分析磁橡胶约束阻尼处理方法（MRLD)的阻尼效果受激励力影响的原因。基于MRLD与传统约束阻尼处理（PCLD)不同的耗能机制,得到这两种阻尼处理方式下系统耗能量的比值,进而估算MRLD相比PCLD,其阻尼改进效果中存在的激励力有效区域的大致范围。研究表明,材料损耗因子b不仅决定激励力有效区域的范围,同时也决定MRLD所能达到的阻尼改进效果的最优值。     

二通插装阀方向元件的动作响应特性研究

针对某造型机中二通插装阀方向元件的启闭特性,建立数学模型理论,分析插装阀阀芯动作特性的影响因素;利用AMESim建立二通插装阀模型,通过仿真分析弹簧刚度与预压缩力、阀芯面积比与油液通流方向、阻尼孔通径与安装位置等因素对阀芯动作特性的影响.由仿真结果可知:与弹簧预压缩力相比,阀芯的弹簧刚度对响应特性影响较大;油液在插装阀...