基于Simulink油气悬架非线性特性影响因素分析

油气悬架具有良好的非线性输出特性并且结构简单、减振效果好而被广泛应用于工程车辆。根据单气室油气悬架的结构特点,针对其非线性结构参数特征,分别搭建非线性数学模型,基于Simulink搭建油气悬架分析模型,分析悬架缸各腔面积、气体的初始充气体积、阻尼孔的面积和单向阀的有效过流面积等对油气悬架性能的影响。结果表明:悬架缸各腔的面积、气体的初始充气体积对油气悬架刚度特性影响较大;而对油气悬架的阻尼特性影响较大的因素主要有阻尼孔面积和单向阀的有效过流面积;各参数影响的规律根据系统工作状态存在较大差异;分别分析获得各结构参数对油气悬架性能的影响规律,为实际设计研究提供参考。     

集成式油气悬架建模及车辆振动仿真

根据油气悬架的2种构型分类,说明集成式油气悬架的优势和构造。基于基本假设,通过分析流量与运动量关系、阻尼孔压力与流量关系、管路压力与流量关系和各腔气体压力,推导出集成式油气悬架动态力的显式数学表达。采用滤波白噪声法描述车轮随机路面激励。应用车身和车轮两自由度模型建立集成式油气悬架车辆模型,确定振动响应量。在常用的B级路面和车速60 km/h条件下,对某集成式油气悬架车辆的振动进行仿真。结果表明：所建立的集成式油气悬架及其车辆模型用于车辆的振动仿真是有效的、可行的。     

基于ADAMS/AMESim/Simulink油气悬架动态性能影响因素分析

油气悬架以其良好的非线性特性而被广泛应用。以单气室油气悬架系统为研究对象,考虑气体在油液中的溶解和掺混、油液可压缩性及内部密封摩擦等的影响,基于气体状态方程、油液孔口出流方程,建立其非线性数学模型,通过数学模型找出影响油气悬架输出特性的主要结构参数和工作参数;设计并搭建油气悬架试验台,在ADAMS中搭建试验台虚拟样机模型,在AEMSim中搭建油气悬架系统的液压模型,在Simulink中设计频率加权函数滤波器,通过ADAMS/AMESim/Simulink三者联合搭建分析模型;通过试验与仿真结果对比验证了模型的准确性;分析主要参数对其动态特性的影响规律,为实际设计提供了参考。     

基于AMESim油气悬架非线性输出特性建模分析

根据单气室油气悬架的结构特点,搭建其非线性数学模型,基于AMESim建立仿真模型并搭建油气悬架试验台模型。针对缓慢加载工况和周期激励加载工况,油气悬架特性进行对比分析,并重点考虑油液可压缩的影响,对弹性模量和流量系数进行修正。通过模拟仿真和试验结果对比发现,在缓慢加载工况,由于系统载荷较小,仿真和试验结果基本一致;周期激励加载工况下,在行程比较大时,由于压强和活塞杆搅动的影响,油液中将溶解部分气体,将导致油液整体弹性模量的下降,且对输出结果的影响比较明显,同时对流量系数进行了修正,获得修正后的油气悬架非线性输出特性模型;对比分析验证了模型的准确性,为进一步研究提供参考。     

基于Simulink的油气特性对油气悬架性能影响分析

油气悬架的特性是由内及外的,内部物质的状态很大程度上决定了悬挂对外界输入的响应。基于油气悬架的结构特点,考虑气体在油液中的溶解和掺混、油液经小孔节流产生的气体和密封圈的摩擦力,建立油气悬架非线性数学模型。基于Simulink搭建分析模型,对油气悬架工作过程进行分析,对不同频率激励的响应、气体压力变化进行对比分析,并对单向阀阻尼孔参数的改变及气体溶解于油液的特性对油气悬架外特性的影响进行分析。分析结果可知:单向阀尺寸的改变对油气悬架在持续正弦激励下的外特性影响较小,而阻尼孔的尺寸对其影响较大;气体溶解于油液的特性会影响油气悬架的外特性,油气不分离式油气悬架的溶解特性可以降低悬架输出力的振动幅度,使得悬架内部状态更平稳,有效提高整个系统的可靠性。     

基于ADAMS与AMESim的油气悬架密封圈阻尼作用影响分析

油气悬架在工程自卸车中应用普遍,密封圈作为重要组成单元,摩擦作用产生阻尼对油气悬架性能具有重要影响。针对油气悬架密封圈阻尼作用的影响进行分析,建立单气室油气悬架的数学模型。基于ADAMS搭建二自由度的1/4自卸车的悬架模型,基于AMESim搭建油气悬架数学模型,二者联立搭建油气悬架整个工作系统的分析模型,采用正弦性周期激励作为系统输入,对密封圈阻尼作用影响进行分析。搭建油气悬架试验台,对系统特性进行分析,根据试验结果对分析模型进行修正并对模型的准确性进行验证。结果可知:考虑密封圈阻尼作用影响时,当簧载质量发生变化时,修正后模型使得车身加速度和车轮相对动载荷的最大值都明显降低,整车性能改善明显;对比分析可知修正后模型的准确性与可靠性;为此类自卸车悬架系统设计研究提供参考。     

工程车辆双桥油气悬架性能对比仿真分析

通过分析全路面起重机双桥油气悬架组的液压系统油路图,建立双桥油气悬架组的7自由度数学模型,分析并联式和独立式双桥油气悬架模型主要区别,并利用AMESim仿真软件建立并联式和独立式双桥油气悬架仿真模型。对比分析了两种悬架系统的压力、轮胎动载荷、垂直加速度等参数的最大值,得出并联式悬架组的性能指标要优于独立双桥悬架的结论。     

油气悬架非线性阻尼模型的统计线性化分析

车辆油气悬架具有刚度非线性、阻尼非线性和摩擦非线性等特性。本文利用随机振动理论对油气悬架的非线性阻尼模型进行了统计线性分析，得到了统计意义下的油气悬架的阻尼线性化模型。     

基于AMESim自卸车油气悬架输出特性建模分析

自卸车载重大且工作环境恶劣,需要结构简单且具有良好减振缓冲作用的悬架结构,油气悬架很好地满足了以上需求而被广泛应用。根据单气室油气悬架结构特点,搭建输出特性数学分析模型;根据数学模型,基于AMESim建立单缸油气悬架的仿真模型,并搭建油气悬架试验台;对油气悬架在缓慢加载试验和周期性加载试验中的特性进行对比分析,并对模型参数进行修正。分析结果可知:在载荷和摩擦力差值比较小时,摩擦力的影响不可忽略,其静行程对比初始设计行程有明显变化;随着温度升高,整体拉力输出力有减小的趋势,而压力有增高的趋势;在行程比较大时,由于压强和活塞杆搅动的影响,油液中将溶解部分气体,将导致油液整体弹性模量的下降,且对输出结果的影响比较明显,同时对流量系数进行修正;油液可压缩弹性模量取值1 000 MPa,流量系数0.90~0.92比较符合实际情况。     

非公路车辆油气悬架振动特性的台架试验

利用半实物仿真台架,通过改变油气悬架系统中可调阻尼阀的阀芯转角、蓄能器内氮气的初始体积、激振台正弦激励的频率和幅值,得到了各参数对簧上质量、簧下质量的加速度均方根值和车轮动载荷等振动特性的影响曲线。实验结果表明:簧上质量的振动加速度比簧下质量滞后1/2个周期,安装油气悬架能显著改善非公路车辆动力学性能。     

基于Simulink油气悬挂热力学特性建模分析

油气悬挂结构简单并且具有良好的非线性刚度和阻尼特性,是载重自卸车重要的减振装置。通过建立油气悬挂内部热量模型,直观呈现出悬挂内部各部分在车辆工作中温度变化及之间的热量交换。根据油气悬挂的结构特点,基于Simulink搭建完整的油气悬挂工作过程热交换模型,对工作过程中的动力学特征和内部各部分之间的换热规律进行分析。设计并搭建试验台,模拟悬挂被动激励,对其静态特性和动态特性进行测试,同时对油气悬挂对外输出力及油液、氮气的温度等内部介质物理参数进行测量。仿真和试验结果的对比表明:在激励一定的情况下,随着悬挂工作时间的持续,各部分温度会逐步达到一个平衡状态,在真实工况中油液温升影响占主要因素,而且温升对悬挂输出力特性有一定的影响,表明所搭建模型的准确性,为进一步研究提供参考。     

基于ADAMS和AMESIM联合仿真环境的油气悬挂虚拟试验研究

为实现油气悬挂机械、液压系统一体化虚拟样机设计,提出了基于ADAMS与AMESim联合仿真环境的虚拟样机建模与仿真试验方法,运用ADAMS软件建立了油气悬挂系统1/12车辆动力学模型,应用AMESim软件对液压系统建模,并实现了两模型的接口设置。通过联合仿真试验,分析了典型路面激励下油气悬挂及车体的动态响应。仿真试验结果较好地反映了油气悬架实际系统的工作特性,验证了所建模型的有效性。     

双气室油气悬挂结构设计及仿真分析

在分析油气悬挂系统结构及基本工作原理的基础上,对双气室油气悬挂缸主要参数进行计算,并建立其数学模型。基于AMESim软件建立了油气悬挂的仿真模型,分析了悬挂缸阻尼孔径、蓄能器初始压力和初始体积对油气悬挂输出特性的影响,结果表明:悬挂缸阻尼孔径对阻尼特性影响较大,而蓄能器初始压力和体积是影响悬挂系统刚度的主要因素。仿真结果对油气悬挂系统的设计及相关参数的选用具有参考价值。     

同侧两轴连通式油气悬架系统研究

为改善车辆的振动性能,提出车身同侧的两轴连通式油气悬架。介绍了同侧两轴连通式油气悬架的结构和工作原理,并在此基础上建立了其数学模型;对悬架系统的刚性特性和阻尼特性进行了研究,分析了系统的连通特性,并研究了系统参数对悬架性能的影响;分析了悬架系统对激励的响应机制。研究结果表明:相对于独立式悬架系统,同侧两轴连通式悬架系统具有振动更平稳,恢复平衡状态更快,更有利于快速通过复杂路面等优点;同侧两轴连通式悬架的阻尼力不具有连通性,且其大小是由多因素共同决定的;外界激励的频率主要影响悬架的阻尼力,相位差主要影响悬架的刚性力。     

油气悬架系统振动衰减特性分析

为研究油气悬架系统振动衰减规律,得出振动衰减特性,根据油气悬架系统结构特征,在考虑等温平衡过程和快速加载过程的基础上,建立油气悬架系统弹性力数学公式和阻尼力数学公式,利用能量守恒原理推导出油气悬架系统振动数学模型。通过数值计算仿真及试验研究,得出油气悬架系统自身振动衰减规律及有关结构参数对衰减规律的影响情况。结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,油气悬架系统对振动的衰减幅度呈现出周期性递减趋势,大部分振动能量在激励后的前两个振动周期被消耗掉;悬架结构参数的改变不仅影响振幅衰减程度,而且影响振动衰减周期。