剪切阀式履带车辆磁流变减振器阻尼特性分析和测试

本文对剪切阀式磁流变减振器的原理和结构做了概括的介绍,根据Bingham流体模型,对其阻尼特性进行了深入的理论分析研究,设计和制作了履带车辆磁流变减振器,并对其阻尼特性进行了实验测试,依据实验数据,对剪切阀式履带车辆磁流变减振器的阻尼性能进行了讨论.     

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。     

磁流变减振器半主动悬架减振特性分析

在分析一种单筒充气式磁流变减振器阻尼力模型的基础上,建立基于该磁流变减振器的1/4车辆半主动悬架的数学模型;基于模糊控制理论设计出半主动悬架模糊控制系统,并利用Simulink对系统不同工况下的工作性能进行仿真和分析。结果表明:采用模糊控制的磁流变减振器半主动悬架能有效地控制车身加速度和悬架动扰度。     

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.     

车用双向筒式液压减振器阻尼孔阻尼特性分析

减振器是汽车悬架系统的重要组件,其减振效果主要受减振器阻尼孔阻尼特性的影响。基于Fluent建立减振器阻尼孔阻尼特性有限元分析模型,采用正交试验设计、方差分析和单因素分析法,探索阻尼孔几何特征参数、油液黏度及活塞运动速度对减振器阻尼孔阻尼力的影响规律。研究结果表明:1)阻尼孔直径与活塞运动速度对阻尼力有显著影响,阻尼孔长度与油液黏度的影响相对不显著;2)在给定参数条件下,阻尼力随阻尼孔直径增加而减小,随活塞运动速度增加而增加。阻尼孔直径越小,活塞运动速度越快,两者对阻尼力的影响越显著,减振器振幅衰减速度越快;3)阻尼力除受油液流经阻尼孔时流层间的内摩擦力影响外,还受流动状态影响,雷诺数超过一定值时阻尼力会增加;4)阻尼力随活塞运动速度变化的调整范围随阻尼孔直径的增加而收窄,且调整范围的降幅趋于平缓;阻尼力随阻尼孔直径变化的调整范围及其增幅均随活塞运动速度的增加而增加。     

磁流变减振器的电磁-流体耦合场有限元分析

根据磁流变减振器的特点,在多物理量耦合有限元分析软件包FEMLAB中建立磁流变减振器的有限元模型.对磁流变液的流变特性作适当的简化与假设,将磁场有限元计算的解转变为磁流变液流动时所受阻力的分布,采用序贯耦合法来求解磁流变减振器中的电磁-流体耦合场,并计算磁流变减振器在激励下的响应,为磁流变减振器的设计提供依据.     

可调阻尼减振器外特性仿真与性能分析

研制了一种用于车辆半主动悬架的可调阻尼减振器, 阐述了该减振器的结构形式和工作原理。基于流体力学和弹性力学理论,提出并应用并联管路节流压差和串并混联管路各分支流量计算方法,利用环形薄板阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式,建立了可调阻尼减振器的详细数学模型。在MATLAB环境下对模型进行仿真研究,仿真结果与试验结果符合较好。同时用该模型分析了“回油管路”结构参数对减振器阻尼力的影响规律,得出的结论为可调阻尼减振器的设计和性能预测提供一定的技术支持。     

基于磁流变液阻尼减振器的建筑结构半主动控制研究

基于相似理论，制作了某3层建筑结构的相似结构，建立了一个4自由度的振动系统；根据结构的振动特性对磁流变液阻尼减振器进行了优化设计，求得了磁流变液阻尼减振器的质量、阻尼系数及刚度；设计一套用于建筑结构的半主动振动控制测试系统，对磁流变液阻尼减振器的减振效果进行了试验研究，在同时考虑结构固有频率以及外界磁场强度的情况下，安装磁流变液阻尼减振器能使结构的振幅明显减小，整个振动过程较为稳定，验证了磁流变液阻尼减振器的减振效果。     

磁流变减振器高频硬化特性建模及优化

为准确反映磁流变减振器(MRD)的高频输出特性,基于考虑液体流动惯性和可压缩性的基本磁流变减振器模型,结合高频情况下的MRD内部流动特征,引入流动局部损失成分并考虑磁流变减振器液室内压力分布规律提出了修正的高频模型。为验证模型的准确性,采用动态分层的动网格方法进行了在活塞高频往复运动下磁流变液室内流动情况的计算流体力学(CFD)仿真并获得阻尼力输出。仿真结果表明,提出的模型能够反映磁流变减振器的高频动态硬化情况并准确地预测高频特性曲线中峰值对应频率和峰值大小。最后基于修正的理论模型在保证低频使用性能的前提下以改善高频动态硬化为目标对MRD结构参数进行了优化设计,改善了其高频硬化特性,为MRD的应用和设计提供了参考。     

磁流变阻尼器阻尼特性试验与改进阻尼模型研究

对SG-MRD40和RD-1005-3两种型号磁流变阻尼器进行了阻尼特性试验。针对已有的非线性滞回双粘性模型不能准确模拟低频段的阻尼力,提出了一种新的改进的非线性滞回双粘性模型。改进后模型将原模型中单一的屈服后阻尼系数分解为 和 ,分别用来表征速度绝对值增大时对应的屈服后阻尼系数和速度绝对值减小时屈服后阻尼系数,并引入相应的屈服力 ,分段描述磁流变阻尼器屈服后的受力行为。对两种磁流变阻尼器进行的试验建模表明,改进后的模型明显优于改进前的模型,可以较好地表征磁流变阻尼器在屈服后的受力行为,具有更大的适用范围。     

磁流变阻尼器对火炮后坐炮膛时期阻尼特性分析

磁流变胶(Magnetorheological Gel, MRG)与磁流变液(Magnetorheological Fluid, MRF)相比具有一定的抗沉降性和超长的稳定性。因此,MRG非常适用于像火炮等在和平时期长时间储藏后其各方面性能仍能满足作战要求的一类武器的反后坐应用中。为了深入研究MRG微观磁-力学特性对阻尼器宏观输出阻尼力学影响的机理,建立了库埃特(Couette)剪切流动和泊肃叶(Poiseuille)压力流动组成的混合流动模式的平行板模型;对阻尼器输出阻尼展开理论分析,最后利用MRG-70力学参数对阻尼器应用在火炮反后坐炮膛时期的可控性展开初步分析。分析结果表明:阻尼器的阻尼系数随MRG-70的动力黏度η_B、活塞有效工作截面积A_P、磁极长度L以及Bingham系数Bi的增大而增大;而随阻尼通道y轴宽度d的二次方及屈服前柱塞流动y轴方向无量纲宽度■增大而减小。磁流变阻尼器对火炮后坐炮膛时期具有可控性,且在能量输入非常小(0～131 mT)的情况下能达到较宽的可控范围。     

双筒式液力减振器低速阻尼特性研究

通过对减振器内部阀系低速节流特性的分析,建立了低速时阻尼特性的数学模型.应用小间隙节流理论对节流片节流槽口的节流特性进行分析,确定了影响低速阻尼特性的主要参数.通过把缝隙节流等效为小孔节流的设计方法得到的结果与试验得到的结果的比较,验证了本方法的正确性和精确性.     

磁流变纳米复合材料减振器的磁路分析

为解决磁流变纳米复合材料减振器磁路设计问题,研究了磁流变纳米复合材料减振器磁路计算方法,并对磁流变纳米复合材料减振器的结构进行改善,利用ANSYS软件对改善后磁流变纳米复合材料减振器磁路进行了仿真分析,仿真结果与理论相结合,验证磁路计算及结构改善的正确性。改善后磁流变纳米复合材料处磁场强度最先达到饱和状态,对磁流变纳米复合材料减振器磁路的设计及优化提供了有效的思路和方法。     

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。     

基于整车分析的磁流变减振器优化研究

针对现有车用磁流变减振器设计优化过程中的不足,全面分析了设计参数约束关系并筛选出核心设计参数。针对磁场中的重要设计参数设计动态约束条件,并基于磁场有限元仿真结果采用神经网络来拟合参数边界模型,缩小优化范围;基于天棚阻尼控制思想设计了多参数反馈整车控制算法并进行了参数优化。创建了包含整车模型、控制器模型、减振器模型、执行器响应模型的联合仿真平台,以车身总加权加速度为指标,使用遗传算法对减振器设计参数进行了全局优化,结果表明优化后的减振器能更好的满足悬架控制需求,配合整车控制算法可以有效改善车辆行驶平顺性。     

输流管道耦合动力特性分析

管道中流体和弹性体之间的相互作用是引起管道振动的主要原因,这种流固耦合作用对管道动力特性有直接影响。通过实验和数值分析研究输流管道在流固耦合作用下的振动模态、幅频响应等动力特性的变化规律。根据流体三维波动方程和管道动力学方程之间的耦合关系建立空间输流管道系统的直接流固耦合动力有限元模型,进行管道系统有无流体两种工况下的模态实验。通过和实验结果的对比,验证了输流管道耦合动力学模型的合理性和流体对管道模态的影响,研究了不同频率下流固耦合特性对管道幅频响应的影响及作用机理。发现水介质流体显著降低了管道固有频率,但是在不同频率下流体对管道幅频响应的作用效果并不相同。     

Levinson微梁谐振器热弹性阻尼的广义热弹耦合分析

本文基于Levinson梁理论和单向耦合的非傅里叶热传导理论,在不同边界条件下研究了均匀微梁的热弹性阻尼（thermoelastic damping,TED）。忽略温度的轴向梯度引起的热流,给出了Levinson微梁横向自由振动的热弹性耦合微分方程,与微梁不考虑热弹性阻尼时的自由振动方程进行比较,从方程形式的相似性上得到了复频率的解析解,进而求得了代表微梁结构热弹性阻尼的逆品质因子。在此基础上,采用有限元方法计算了微梁结构考虑非傅里叶热传导时的逆品质因子,并将有限元结果和理论分析结果进行了对比验证。通过数值计算结果定量分析了微梁的几何尺寸、边界条件以及频率阶数对微梁热弹性阻尼的影响规律。计算结果表明：在不同频率阶数时,微梁的热弹性阻尼最大值不变,临界厚度均随着频率阶数的增大而减小;不同边界条件下微梁热弹性阻尼最大值对应的临界厚度随着支座约束刚度的增大而减小;忽略轴向的温度梯度引起的热流,在梁尺寸较小时会带来一定误差。     

最佳阻尼匹配减振器阀片厚度优化设计与特性试验

节流阀片厚度是减振器的关键参数,决定和影响减振器的阻尼特性.利用车辆参数和平安比,得到了减振器分段线性阻尼系数,建立了与车辆最佳阻尼匹配所需减振器的速度特性.根据减振器速度特性要求,建立了基于车辆参数的阀片厚度曲线拟合优化设计方法.通过实例,对某汽车减振器阀片厚度进行了优化设计,与厂家图纸标注值进行了比较,对设计减振器进行了阻尼特性试验和整车振动试验,并与原车载减振器整车振动特性进行对比.结果表明,基于车辆参数的阀片厚度优化设计方法是正确的,参数设计值准确、可靠.设计的减振器与车辆达到了最佳阻尼匹配.     

考虑阀片变形的阻尼可调减振器动特性研究

为预测阻尼可调减振器的性能,需要对阻尼可调减振器动特性进行研究。通过对标某款阻尼可调减振器,以其结构及工作原理为基础,考虑阀片环形节流缝隙对阀片载荷力的影响,构建出节流阀片力学模型,应用变形理论建立阀片曲面微分方程并设定边界条件,得到在载荷力P作用下阀片变形量与半径的关系式,在此基础上建立减振器复原-压缩行程的数学模型,并搭建减振器Simulink模型,仿真得到减振器动特性曲线,对比MTS849减振器实验台的测试结果表明,减振器动特性的试验曲线与仿真曲线大致重合,仿真模型误差在13%以内;可见在载荷力P情况下建立的数学模型精确可靠,同时通过数据对比可以得到减振器动特性的一般规律。     

汽车悬架磁流变减振器模型分析及半主动控制策略研究

用多项式模型作为磁流变减振器的力学模型,研究了传统"开-关"型半主动控制的阻尼力跳跃对汽车簧载质量振动加速度产生的不利影响,针对1/2汽车模型对具有磁流变减振器的汽车悬架简单模糊和自适应模糊神经半主动控制策略进行了数值仿真,基于数值仿真结果分析了各控制策略的效果.