橡胶弹簧隔振特性及其影响因素研究

针对工程机械和轨道交通中的振动隔离问题,以橡胶弹簧隔振系统为研究对象,采用理论推导、仿真分析和试验验证相结合的方法,研究了橡胶弹簧的隔振特性及其影响因素.建立了橡胶弹簧的本构方程,提出了橡胶弹簧隔振特性的理论计算方法,进行了橡胶材料的力学特性试验,并结合橡胶弹簧隔振系统的有限元模型,通过仿真分析得出如下结论:橡胶弹簧的隔振特性随激励频率、隔振系统质量、橡胶弹簧刚度和阻尼的变化而变化,且其绝对传递率随橡胶弹簧刚度和阻尼的增加而增大,随隔振系统质量的增大而减少,当激励频率小于28.3rad/s时,绝对传递率随激励频率的增加而增大,当激励频率为28.3rad/s时,绝对传递率达到最大值,当激励频率大于28.3rad/s时,绝对传递率随激励频率的增大而减少.     

等截面钢板弹簧动态特性分析及试验研究

为探索汽车钢板弹簧的加载频变与幅变对其动态特性的影响,采用ANSYS数值仿真方法建立了钢板弹簧的有限元模型,并对钢板弹簧的刚度特性进行了分析。利用台架试验方法验证了ANSYS数值仿真方法的有效性。研究结果表明:当加载频率不变时,汽车钢板弹簧的动态刚度随加载位移幅值的增大而减小;当加载位移幅值不变时,其动态刚度随加载频率的增大而减小。     

囊式空气弹簧力学特性分析与研究

空气弹簧是空气悬架的关键部件,空气弹簧的力学性能对空气悬架的影响很大。空气悬架具有变刚度非线性阻尼特性,可改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性,其特征曲线可设计成符合车辆振动规律的理想特性曲线。本文根据气体状态方程,推导囊式双变角型空气弹簧刚度与形状系数、内压、容积的关系表达式,建立空气弹簧的数学模型,仿真分析空气弹簧刚度与几何形状系数、弹簧内压、弹簧容积的变化关系。为空气弹簧的设计提供参考和依据.     

乘用车悬架系统空气弹簧力学性能及刚度分析

介绍了乘用车悬架系统空气弹簧的基本特性,对空气弹簧的刚度进行了分析计算.计算表明空气弹簧的刚度不仅与其静平衡位置时的压力和容积有关,还与其有效面积变化率和体积变化率有关.     

水下通气空泡航行体结构模态及冲击响应研究

将航行体水下通气空泡简化为空气弹簧,并基于结构水下附加质量与空气弹簧作用原理,推导了水下通气空泡航行体在局部通气空泡包裹下的流固耦合振动方程.基于该振动方程,对通气空泡航行体在不同空泡长度包裹下的模态频率以及冲击载荷作用下的结构响应进行了分析,并将结果与将通气空泡简化为真空情况的计算结果进行对比.研究结果表明,结构的模态频率随通气空泡长度的增大而波动增大;通气空泡刚度对结构模态频率的影响随模态阶数的增大而减小;在冲击载荷作用下,通气空泡长度越大,响应幅值越小、响应频率越高.     

可调刚度膜式空气弹簧特性试验研究

以某种膜式空气弹簧为研究对象,在分析空气弹簧特点及工作原理基础上,建立空气弹簧特性试验系统,完成空气弹簧刚度特性实验和电磁阀充放气实验。通过一定弹簧高度下气囊内部气体的充放气实验,了解电磁阀开关时间与弹簧内部气体压力的关系;通过对空气弹簧进行斜坡信号加载实验,了解一定初始压力下空气弹簧有效面积变化、有效容积变化和弹簧刚度变化。试验结果将为基于电控空气悬架的汽车平顺性控制研究奠定基础。     

基于ABAQUS的动车组空气弹簧 垂向静刚度特性有限元分析

动车组空气弹簧的力学特性往往具有较强的非线性与耦合性,涉及到几何非线性、材料非线性和接触非线性等问题,给计算分析带来了较大的困难。为了准确获得动车组空气弹簧在工作过程中的垂向静力学特性,本文使用有限元软件ABAQUS建立了动车组空气弹簧非线性力学仿真模型。基于该模型对空气弹簧垂向静态刚度试验进行模拟,分析了初始内压、振幅、帘线角度和帘线间距对空气弹簧垂向静刚度的影响。     

基于MSC.Marc的中凸螺旋弹簧刚度特性研究

以帕萨特B5后悬中凸圆柱螺旋弹簧为例,基于大型有限元分析软件MSC.Marc进行刚度特性仿真分析,研究了中凸螺旋弹簧的静、动态特性,并通过试验相佐证.证实了弹簧刚度存在显著的非线性,得到了弹簧静刚度的非线性拟合公式;证实了非线性中凸弹簧刚度与激振频率存在密切关系,并得到了中凸螺旋弹簧随频率变化而变化的动刚度曲线.最后,本文证实了预载荷对中凸螺旋弹簧动刚度有显著影响.     

囊式空气弹簧隔振器动态特性影响因素分析

利用MTS材料试验机测试囊式空气弹簧隔振器的动态特性,并研究了充气气压和振动频率对隔振器动刚度的影响.结果表明,囊式空气弹簧隔振器的动刚度与充气气压基本成线性关系,与振动频率也基本是线性关系.     

基于多尺度理论的栓接结合部动力学建模

建立准确的栓接结合部接触刚度模型对预测数控机床的动态特性至关重要。本文提出了一种基于多尺度理论的栓接结合部刚度模型,首先使用一系列叠加的三维正弦波来描述粗糙接触表面多尺度特性,每个正弦波被认为是一层频率级,推导出接触面积比与频率级的函数关系,则整体刚度可以看作不同频率级串联的弹簧模型。然后,通过数值仿真分析了结合面法向接触载荷、材料特性参数以及多尺度参数对接触刚度模型的影响。最后,设计分段梁结构进行试验验证本文模型的准确性,通过力锤敲击试验获得栓接结合部在等同预紧力下的固有频率和振型,并与仿真结果对比,结果表明本文多尺度模型固有频率与试验频率之间的相对误差小于9.94%,表明多尺度模型可以有效地预测数控机床的动态特性。     

复杂边界条件轴向功能梯度梁动力学分析

为分析复杂边界条件及截面属性对轴向功能梯度梁动力学特性的影响,采用Gauss-Lobatto节点与Chebyshev多项式对变截面轴向功能梯度梁变形场进行离散,利用Chebyshev谱方法和Lagrange方程推导了系统的离散控制方程,通过投影矩阵法施加经典及弹性连接边界条件,分析了材料梯度指数、截面变化率、弹性支撑边界条件、末端集中质量等因素对系统固有频率的影响.结果表明:截面变化率和材料梯度指数对固有频率的影响因边界条件不同而不同;悬臂梁的前一阶量纲一的固有频率随着截面变化率的增大而增大,其他情况下则随截面变化率的增大而减小;悬臂梁的一阶固有频率随材料梯度指数先增大后逐渐减小,而其余各阶频率均显示出增大的趋势,而两端固支梁的前两阶频率呈现减小趋势,后两阶频率则显示出增大的趋势;两端简支梁各阶固有频率皆随材料梯度指数增大而增大;随着弹性支承刚度的增大各阶固有频率均呈阶梯状增大,但当弹性支撑刚度较小时,旋转弹簧相较线性弹簧对系统固有频率影响更大;末端附加质量将使固有频率减小且对高阶固有频率的影响更大.     

基于耦合特性的机电控制无级变速器速比控制

对一种夹紧力可调的机电控制无级变速器(CVT)的结构和工作原理进行了详细的分析,说明了其速比和从动带轮夹紧力之间的耦合关系,建立了机电控制CVT电控电动执行机构的模型,制定了基于耦合特性的机电控制CVT速比控制策略。利用所建立的基于MATLAB/Simulink的机电控制CVT传动系统仿真模型,仿真对比了常规控制与基于耦合特性控制的控制效果,仿真结果表明:基于耦合特性的控制策略在速比增大时响应时间减少约14%;同时尽管机电控制CVT消耗的能量增加,但是汽车的动力性有所提高。     

空气悬架大客车高度控制仿真与试验研究

基于大客车单轴空气悬架的动力学方程,利用MATLAB/Simulink和DSHplus建立了带空气弹簧模块的联合仿真模型,为获得空气弹簧模块关键参数,设计进行了空气弹簧激振台试验和进排气电磁阀的流量特性试验,并针对单轴模型完成PID高度控制器设计。仿真结果表明该控制器动作及时,响应迅速,且避免了超调。基于单轴空气悬架试验车进行了试验,结果表明高度控制工作可靠,反应时间短、调节准确。     

入口压力与转套式配流系统空化特性关系研究

针对转套式配流系统的容积效率下降所产生的振动和噪声,本文主要对凸轮槽型线及入口压力与转套式配流系统空化特性之间的关系进行研究。提出了4种凸轮槽型线,建立了配流系统的Singhal空化模型,并在YST380W型液压综合实验台上进行空化特性仿真实验。仿真结果表明,线性型线空化现象最弱,增大入口压力,线性型线的空化强度最低,样条型线下降趋势最明显;空化占比随入口压力的增大而减小,线性型线的空化占比最低,配流口处样条型线空化占比降低趋势明显,泵腔中样条型线和反正弦型线凸轮槽下降幅度较大;容积效率均随入口压力升高单调递增,线性型线的容积效率最高,且始终保持在92%以上。实验容积效率变化趋势与仿真模拟时基本一致,由于加工误差及转套与油壁之间强剪切作用等因素,实验数据略低于仿真模拟,最大误差为3.2%,在允许范围内。该研究为转套式配流系统的进一步优化设计提供了理论基础。     

中心带有弹性安置质量的圆板横向振动的有限元分析

本文用三节点环形有限元计算中心带有弹性安置质量的圆板轴对称自由振动的频率，给出了各种边界条件及各种质量比，刚度比的频率参数，并分析了附加弹簧质量对系统固有频率的影响。     

DQ法分析一般支承输流管道的固有特性

采用微分求积法研究两端受线弹簧支承和扭转弹簧约束的一般支承输流管道的固有特性.根据微分求积法的模拟方程具体分析弹性支承刚度、质量比、流体压力和流速,管道黏弹性系数和管截面轴向力等主要参数对管道固有特性的影响.数值仿真结果表明,在一定支承刚度范围 内,管道固有频率随弹性支承刚度、管截面轴向拉力的增加而增大,随流体流速、管道黏弹性系数、流体压力和管截面轴向压力的增加而下降.两端弹性支承可以根据管道的支承刚度仿真管道实际支承情况,计算结果比较接近工程实际.     

基于活塞形状的空气弹簧动特性分析与参数优化

考虑活塞圆弧过渡,采用曲面积分按活塞设计形状分阶段推导空气弹簧动特性精确模型,分析了活塞主要设计参数对空气弹簧动特性的影响规律,并进行了试验设计(DOE)灵敏度分析和参数优化。结果表明,该建模方法能较准确地预测空气弹簧动特性,为汽车用空气弹簧刚度设计匹配提供了一种较为经济实用的预估方法;基于空气弹簧活塞结构参数优化可以使空气弹簧在正常工作压力、推荐工作高度范围内工作的同时兼顾车辆自身的舒适性和空气弹簧的综合使用性能,具有一定的经济价值。     

磁浮车辆空气弹簧垂向刚度特性分析

对磁浮车辆上采用的自由模式空气弹簧,在对其结构特点进行详细分析的基础上,通过有限元软件实现了空气弹簧的建模.在充分考虑了空气弹簧的几何非线性、材料非线性,以及状态非线性等特性的基础上,对影响空气弹簧刚度特性的主要参数进行了分析,并以垂向刚度为例,准确计算出空气弹簧在静态工况下的垂向刚度,为磁浮车辆的国产化设计提供相关的技术支持.     

油气悬挂系统参数对多桥转向特性的影响

为了提高多桥转向车辆的转向特性,应用ADAMS/Hydraulics软件建立了双气室油气悬挂系统的虚拟样机模型。通过对双气室油气悬挂系统的仿真结果和试验数据的对比,证明了虚拟样机模型的正确性。在此基础上分析了非独立式和连通式油气悬挂系统的刚度特性及其对车辆侧倾特性的影响。通过对多桥转向车辆虚拟样机方向盘转角阶跃输入的操纵稳定性分析,探讨了连通式油气悬挂系统参数对多桥转向车辆整车转向特性和车身侧倾特性的影响,为油气悬挂的设计和车辆操纵稳定性的提高提供了理论依据。     

基于气动人工肌肉理论的半主动空气悬架研究

以改善空气悬架动态性能为目标,提出一种基于气动人工肌肉理论的空气悬架系统。在建立 二自由度车辆悬架系统模型、空气弹簧模型、气动人工肌肉动态模型以及迟滞特性数学模型的基础 上,依据气动人工肌肉理论的执行器动态特性,设计模糊 ＰＩＤ 控制策略。对不同路面的仿真结果表明：与被动悬架相比,采用模糊 ＰＩＤ控制的空气悬架动态特性有一定改善;对于基于气动人工肌肉理论 的 模 糊 ＰＩＤ 控制的空气悬架,车身垂向加速度和车轮动载荷均方根值分别降低 ７２％ 和 ４１％,两指标的功率谱密度在人体敏感频率区域得到明显改善。仿真实验验证了采用基于气动人工肌肉理论的空气悬架系统对车辆行驶平顺性改善的可行性。