基于变帘线参数的商用车膜式空气弹簧刚度特性研究

运用非线性有限元分析软件Abaqus建立膜式空气弹簧有限元模型,对其刚度特性进行仿真模拟分析,讨论帘线角、帘布层间距、帘布层数和帘线密度等橡胶气囊帘线参数对空气弹簧垂直和横向刚度特性的影响。结果表明,膜式空气弹簧刚度随着帘线角和帘布层数增大、帘布层间距减小而提高,而帘线密度的影响很小。有限元分析结果与试验数据之间的误差不超过5%,证明该模型是有效的。     

商用车膜式空气弹簧静刚度的有限元分析

以商用车底盘用膜式空气弹簧（简称膜式空气弹簧）为研究对象,对其静刚度进行有限元分析,并与试验结果进行对比。结果表明：采用流体腔法表征气囊内腔气体压力更符合膜式空气弹簧的实际工作过程;采用膜单元法和嵌入单元法对膜式空气弹簧气囊囊皮进行建模,对其静刚度曲线的整体趋势影响很小,但在大行程工况下静刚度存在差异;为了更好地反映气囊囊皮结构对膜式空气弹簧静刚度的影响,推荐采用流体腔法和嵌入单元法进行膜式空气弹簧静刚度仿真。     

初始内压和帘线间距对膜式空气弹簧横向刚度特性影响的有限元分析

运用ABAQUS分析软件建立膜式空气弹簧的有限元模型,通过仿真计算获得负荷-横向位移曲线,研究初始内压和帘线间距对膜式空气弹簧横向刚度的影响。结果表明,空气弹簧的横向刚度随着初始内压的提高而增大,同时由于空气弹簧膨胀造成帘线间距增大,引起横向刚度降低。本研究为膜式空气弹簧设计中合理选择初始内压和帘线间距提供了参考。     

基于ABAQUS的汽车橡胶空气弹簧振动特性有限元分析

针对汽车橡胶空气弹簧存在的流固耦合问题,采用ABAQUS软件对橡胶空气弹簧系统进行模拟,完成橡胶空气弹簧的特性有限元分析。利用Symm-Transform的功能优势,实现橡胶空气弹簧轴对称模型到3D模型的转换。为保证汽车橡胶空气弹簧橡胶气囊的隔震效果,将橡胶空气弹簧的动刚度无限趋近于静刚度。当工作气压为0.6 MPa时,动静刚度比为1.32;当工作气压为0.7 MPa时,动静刚度比为1.27。不同工作气压下的动静刚度比均小于1.4,可证明该汽车橡胶空气弹簧气囊具有良好的隔震效果。     

膜式空气弹簧力学特性有限元分析

膜式空气弹簧作为空气悬架的关键部件,其刚度特性已经成为决定汽车性能的关键因素之一.通过非线性有限元软件ABAQUS对其刚度特性及影响因素进行分析,在仿真过程中选择Mooney-Rivlin模型作为橡胶材料的超弹性本构模型,采用ABAQUS中的Rebar单元进行帘线层的模拟,对气体和囊壁之间的气固耦合进行了详细的模拟分析...     

汽车悬架空气弹簧静态力学性能有限元建模与计算

以一款膜式橡胶空气弹簧作为研究对象,进行了三维建模和静态力学特性有限元分析,并与实验测试结果对比,验证了采用有限元软件对空气弹簧的建模与力学性能计算结果的准确性与可行性。文中的有限元建模和计算方法对空气弹簧力学性能计算分析与优化设计具有一定的指导意义。     

气囊帘线参数对自由膜式空气弹簧静态性能影响程度的研究

先用单因子试验研究气囊帘线材质、帘线角度和帘线膨胀比对自由膜式空气弹簧静态性能（水平静态刚度、垂向静态刚度和载荷内压）的影响,再用正交试验法分析这3个因子对空气弹簧静态性能的影响程度。结果表明,气囊帘线材质、帘线角度和帘线膨胀比对空气弹簧静态性能均有不同程度的影响,其中帘线材质对空气弹簧载荷内压的影响程度最大,帘线角度对空气弹簧垂向静态刚度的影响程度最大,帘线膨胀比对空气弹簧水平静态刚度的影响程度最大。     

空气弹簧静态刚度的CAE研究

首先简要介绍了空气弹簧的传统设计方法和一些非线性问题，然后针对空气弹簧静态刚度的CAE研究进行了阐释。应用AUTO LISP程序实现AUTO CAD与有限元程序ANSYS的接口，利用有限元分析软件ANSYS建立了空气弹簧（以EQ6111为例）的三维非线性有限元模型。在所建立的空气弹簧有限元模型的基础之上，计算了空气弹簧的静态刚度并分别给出了相应的图形及关系曲线。本文的分析结果与试验结果符合良好。本文的研究对空气弹簧的仿真分析有一定的参考价值，并为进行下一步的动态特性分析提供参考。     

空气弹簧有限元仿真方法的研究

介绍空气弹簧有限元仿真步骤,对螺钉紧固式和自密封式空气弹簧进行仿真模拟,并进行试验对比。利用螺钉紧固式空气弹簧仿真模型计算了胶囊的性能;利用自密封式空气弹簧仿真模型计算了整个空气弹簧(胶囊和辅助弹簧)的性能,包括胶囊气腔和附加气室在不同气体交换粘度下的空气弹簧载荷-气压关系、垂向刚度和横向刚度,据此提出空气弹簧的仿真模拟方案:先根据少量试验数据对比垂向刚度结果,优化出符合真实条件的空气弹簧系统的粘性特征,在此粘性条件下计算其他工况下空气弹簧的性能参数。     

双曲囊空气弹簧力学性能试验方案设计与检测

针对双曲囊式空气弹簧的力学性能试验,分析了膜式、囊式空气弹簧的结构及标准,设计了一种带附加气室并联组合试验方案.与单体式和无气室组合试验方案进行比对,研究了不同垂向预载对垂向刚度和横向刚度,不同振幅、频率对动刚度的影响.结果 表明,垂向预载增加,双曲囊空气弹簧垂向刚度变大;横向刚度变小,垂向振幅增加,垂向动刚度变小,在...     

APDL实现空气弹簧动态试验仿真

介绍了EQ6111空气弹簧的试验方法和结构材料特点，并针对性地在ANSYS中建立了空气弹簧的三维有限元模型。针对空气弹簧分析过程中所存在的气压载荷问题，采取多步分析的思路，基于离散求和法APDL编写胶囊容积计算宏，应用于空气弹簧的垂向和横向动态力学性能分析，得出了位移载荷频率分别为0．5Hz，1Hz，2Hz和2．5Hz下的横向和垂向动态力学性能分析结果。研究表明，载荷频率是影响空气弹簧动态力学性能的关键外在因素之一。本文的研究为更进一步的空气弹簧动态力学性能的有限元分析奠定了基础。     

基于流固耦合的带附加气室空气弹簧的力学特性研究

应用流固耦合和有限元理论,通过ABAQUS软件仿真分析附加气室容积和节流口直径变化对带附加气室空气弹簧弹性力学特性的影响.结果表明:在一定范围内附加气室容积和节流口直径变化对空气弹簧的垂直刚度有明显的影响.     

空气弹簧胶囊用骨架材料性能的比较

比较了锦纶帘线与聚酯帘线在空气弹簧胶囊上的使用性能,包括产品成型工艺性能和产品刚度性能,对合理选用胶囊帘线提供了参考。     

轨道车辆用空气弹簧的刚度特性试验

空气弹簧是轨道车辆控制振动的关键部件之一，具有减振效果好，重量轻和刚度可调等优点，已被广泛应用于铁路客车、地铁、轻轨和动车组上。刚度是表征空气弹簧性能的重要参数，它直接反映空气弹簧在静态条件下承受作用力的能力，所以，刚度试验结果的准确性至关重要。因此，如何通过试验来验证空气弹簧产品特性，保证产品质量，势在必行。     

橡胶轴箱弹簧垂向刚度及蠕变特性的研究

橡胶轴箱弹簧具有典型的压剪复合橡胶／金属结构,设计时需要确保其结构形成良好的垂向刚度。正常工作时,因承载所形成的蠕变量应控制在设计范围。为此,利用有限元分析技术对某型橡胶轴箱弹簧的垂向刚度特性、垂向蠕变量进行了有限元计算,获得了良好的计算结果。     

Multistep analysis of the mechanical performance of an air spring

New methods for testing air springs have received a lot of interest in recent years. In this article APDL (ANSYS parametric design language) was utilized to simulate static and dynamic test process of air springs. In the simulation, multiple load steps solution was carried out through APDL *DO‐LOOP and array parameter method. The program (capsule volume calculating macro) based on scatter sum method enabled the loop. The scalar quantity PRESSURE was established as inner tracking parameter to update inner pressure. Table parameter PRESSURES was established as inner pressure output parameter to export inner pressure of each load step. According to rubber elastic behavior and cord‐rubber composite aeolotropy, hyper elastic element and layer element were preferred for simulation. Comparison was done between static simulation results and corresponding test data to prove feasibility of multistep analysis. In consequence, some major parameters such as cord angle, initial inner pressure, and auxiliary chamber volume were taken into account, which have remarkable effect on static mechanical performance of EQ6111 air spring. Finally, the same method was applied to the simulation of dynamic test process, achieving abundant analysis results according to every 0.5 Hz increment of load frequencies varying from 0.5 to 2.5 Hz. Load frequency threw remarkable effect on the dynamic mechanical performance of EQ6111 air spring, because inertial effect and damping effect played important roles therein. The study aims to make contribution to the development of platform of air spring simulation and parameterized design (PASSPD). © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

油气两相动压密封动态特性的热流固耦合研究

研究了油气两相动压密封的动态特性。在可压缩流体雷诺方程中引入油气两相流体物性,建立油气两相流体的稳态和动态雷诺方程;考虑密封变形对流体膜的影响,采用热流固耦合方法并用有限元法进行求解;分析操作参数(油气比、转速和压差)对油气两相动压密封动态性能的影响。研究结果表明:油气两相流体的黏度较大,使密封具有更大的刚度系数、阻尼系数及更好的动态性能;密封端面变形减小了密封的刚度系数,增大了阻尼系数,且影响程度最大为16.9%和31.2%,对动态性能影响较大。高转速使刚度系数和阻尼系数增加,有利于密封的动态性能;而大压差使刚度系数增大、阻尼系数减小,不利于密封的动态性能;因此油气两相动压密封适用于高转速、低压差的油气润滑工况。     

带附加气室空气弹簧悬架动力学特性分析

基于气体热力学和气体动力学,推导了带附加气室空气弹簧垂向刚度表达式,建立了节流孔质量流率数学模型,并在AMESim平台下建立了带附加气室空气弹簧悬架的1/4仿真模型,分析了节流孔横截面积和附加气室容积对带附加气室空气弹簧悬架动力学特性的影响。研究结果表明：节流孔横截面积是影响带附加气室空气弹簧悬架阻尼特性的关键因素,随着节流孔横截面积的增大,带附加气室空气弹簧悬架阻尼特性呈现先增大后减小的趋势;增加附加气室可以减小带附加气室空气弹簧悬架系统刚度,增大附加气室容积可以降低带附加气室空气弹簧悬架系统的自振频率,有利于改善带附加气室空气弹簧悬架系统的隔振性能。     

胶囊容积计算宏应用于空气弹簧ANSYS多步分析

列举了空气弹簧ANSYS仿真过程中存在的一些问题和难点，针对空气弹簧分析过程中所存在的气压载荷问题，采取了多步分析的思路。在此思路的基础之上，提出了体积叠加法、离散求和法和拉格朗日插值函数法3种胶摩容积计算方法，并对每一种方法作了详细介绍。3种胶摩容积计算方法的提出，对于解决空气弹簧多步分析过程中的气压载荷问题有直接帮助，为胶囊容积计算宏的编写提供了思路和算法基础。最后将基于体积叠加法和离散求和法的胶囊容积计算宏应用于空气弹簧的垂向静态分析，得到了满意的结果。     

CF布包裹工艺对CFRP弹簧刚度的影响

采用拉挤和模压成型工艺制备了碳纤维(CF)增强塑料(CFRP)弹簧,采用CF布包裹工艺对弹簧进行了强化。使用微机控制电液伺服万能试验机对弹簧进行了静态压缩实验,使用扫描电子显微镜(SEM)对实验弹簧裂纹处微观形貌进行了观察分析,运用理论模型对实验结果进行了验证。研究表明,CF布是很好的补强材料,可以在不明显增大CFRP弹簧尺寸、质量的情况下,通过包裹强化工艺有效地提高弹簧的刚度。CF布包裹角度对CFRP弹簧刚度的影响很大,其中90°CF布包裹工艺最优,CFRP弹簧刚度达到11.78×103 N/m,较未包裹强化CFRP弹簧刚度提升了164.7%。通过理论模型计算发现,实际实验结果偏低,表明减小拉挤过程中CF布包裹角度的偏移量,是CF布能充分发挥强化作用的关键因素。