汽车囊式空气弹簧变刚度特性拟合分析

空气弹簧的变刚度特性对悬架系统动力学研究有着重要影响,而制造商所提供的空气弹簧实验特性曲线图并不能完全反映这一特性。结合理想气体状态方程确立了空气弹簧刚度与形变量的多项式方程。通过有限元仿真得到空气弹簧动态特性曲线并进行弹簧刚度的多项式拟合,在确定悬架动力学仿真模型的基础上,研究了定压条件下,不同初始高度(初始负载)对空气弹簧变刚度特性曲线的影响,并将理论刚度变化曲线与仿真刚度变化曲线进行比对,得出实际空气弹簧承载刚度值比理论工况下大,实际刚度变化曲线不等于理论公式中依照形变量偏移后的刚度曲线这一结论。     

空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析

为深入研究车辆空气悬架的性能,在悬架系统动力学模型的建立和仿真计算过程中,需要考虑空气弹簧的刚度随弹簧载荷和工作高度改变而变化的特点。根据空气弹簧的动态特性试验数据构成一簇有规律曲线的特点,分别以弹簧工作高度和初始载荷为自变量进行两次曲线拟合,用非线性曲线拟合方法代替气体状态方程,得到空气悬架使用条件下空气弹簧的刚度工作曲线方程。在悬架半车离散状态空间模型仿真的每个计算步长开始时,随悬架动挠度的实时状态来确定模型中空气弹簧的刚度计算数值,从而达到对空气悬架进行变刚度仿真分析的目的。采用此方法计算的某客车空气弹簧气压瞬态响应与滚下法悬架固有频率试验时测到的空气弹簧气压曲线更接近,提出的空气弹簧变刚度特性拟合处理和悬架模型变刚度仿真方法有效。     

囊式空气弹簧刚度特性研究

弹簧刚度作为空气弹簧最重要的参数,是隔振系统设计的基础。以囊式空气弹簧为研究对象,在深入分析空气弹簧受力及囊体材料特性的基础上推导了刚度计算模型,并分别对影响空气弹簧刚度的各个因素进行了仿真分析。仿真结果显示,空气弹簧的刚度主要由工作高度、工作压力决定,但囊体材料特性、加载方式等因素也会对空气弹簧的动态特性产生一定的影响。该模型可为囊式空气弹簧提供一种准确性高、实用性强的计算方法,对空气弹簧隔振系统分析计算具有一定的指导意义。     

单气室变截面空气弹簧刚度特性及影响因素分析

研究膜式空气弹簧的刚度特性,分析影响膜式空气弹簧刚度的因素。活塞形状是影响膜式空气弹簧的主要因素,不同的活塞形状对应着不同的刚度特性。膜式空气弹簧的刚度特性没有统一的标准,每种活塞形状都有相对应的刚度特性。基于膜式空气弹簧的这种特点,推导出曲线回转体空气弹簧的刚度公式。其中,活塞作用高度与空气弹簧位移的关系是推导单气室变截面空气弹簧刚度特性的关键因素,提出分段推导活塞作用高度与空气弹簧位移关系的方法。在建立单气室变截面空气弹簧的模型过程中,分析活塞结构尺寸变化对单气室空气弹簧刚度特性的影响。在空气弹簧基本结构尺寸确定的条件下,活塞内锥角和活塞高度变化是影响单气室变截面空气弹簧的主要因素。     

基于有限元的空气弹簧垂直刚度特性分析

针对汽车车用空气弹簧对整车性能的影响,分析空气弹簧的垂直刚度特性尤为重要.在对膜式空气弹簧垂直刚度特性进行理论分析的基础上,采用ADINA进行了数值模拟,并根据初始压力、帘线角度和帘线层数等参数的变化情况,讨论了各种参数变化对空气弹簧垂直刚度特性的影响.最后通过空气弹簧实际工作情况与有限元计算结果的对比分析,从而验证了有限元模型是正确性.     

非线性空气弹簧数学模型的研究

为了建立既贴切实际又便于计算的空气弹簧力数学模型,考虑到空气弹簧的非线性变刚度特性,对空气弹簧的刚度特性和力进行了理论分析。结果表明非线性恢复力是空气弹簧位移的三次多项式;同时,根据车型匹配的空气弹簧型号和数据表,运用MATLAB/Simulink软件进行了多项式和径向基函数曲线拟合,建立了非线性空气弹簧多项式模型并对其进行了验证,多项式拟合仿真结果与实际试验结果相符合,比较真实地反映了空气弹簧的非线性变刚度特性,而且多项式拟合残差值比径向基函数拟合残差值小,从而证明了非线性空气弹簧多项式模型的正确性,为后续悬架系统模型的建立及控制策略的研究打下坚实的基础。     

带附加空气室空气弹簧动刚度试验研究

以美国凡士通（Firestone）公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,构建带附加空气室的空气弹簧,实验研究不同激励频率条件下空气弹簧动刚度随主、附气室之间节流孔孔径变化的规律。研究发现,当节流孔孔径在Φ5mm～015mm范围内变化时,空气弹簧动刚度随节流孔孔径的变化而变化,小于Φ5mm,附加空气室基本不起作用;大于Φ15mm后,再增大孔径,空气弹簧的动态响应基本不变。该研究结果对促进刚度连续可调的空气悬架系统的研究与开发有重要意义。     

基于ABAQUS软件的空气弹簧静刚度分析

针对汽车传统悬架在汽车行驶平稳性和操控稳定性上存在的问题,提出了采用空气弹簧取代金属螺旋弹簧的空气悬架方法。对设计位置处空气弹簧的静刚度进行了理论推导,并通过ABAQUS软件建立汽车空气弹簧系统动力学有限元仿真模型。最后,对样件刚度的台架测试结果与有限元仿真结果进行了比较,结果显示：建立的模型有效地解决了空气弹簧静刚度计算的难题,提高了空气弹簧有限元仿真速度和计算精度。     

囊式空气弹簧平衡性分析

空气弹簧是一种低频、高效隔振零件,目前已广泛应用于舰船以降低主要动力设备的振动与噪声传递。空气弹簧的平衡性严重影响了隔振系统的安全与可靠性,而帘线缠绕角是决定空气弹簧平衡性的关键。为定量分析帘线缠绕角对空气弹簧平衡性的影响,针对舰用JYQN囊式空气弹簧,对其囊体几何模型进行简化,进而依据弹性薄壳无矩理论,建立囊体平衡方程和边界条件,推导出囊体经向和纬向薄膜内力公式。结合囊体复合材料分析,给出囊体帘线平衡角计算公式,提出空气弹簧囊体的平衡性分析方法。当骨架帘线铺设角度接近平衡角时,此时得到的空气弹簧囊体在内压和承载作用下的变形最小,具有较好平衡性。建立帘线平衡角与空气弹簧设计有效面积之间的函数关系,为空气弹簧设计与研制提供了理论依据。     

高速列车空气弹簧横向特性动力学建模与应用

为了优化高速列车空气弹簧的横向动力学特性,以含附加气室与节流阻尼孔的高速列车空气弹簧为研究对象,分析了橡胶气囊在横向变形下的受力状态,采用橡胶材料的本构关系对橡胶气囊的摩擦力、线弹力进行了描述,建立了空气弹簧横向非线性模型。基于实测数据和有限元方法辨识了摩擦力、线弹力和其他动力学参数,试验验证了该模型的准确性,探究了空气弹簧横向刚度特性的影响因素。将该模型直接导入到车辆动力学模型中进行联合仿真,计算空气弹簧模型对车辆运行平稳性、曲线通过性的影响。结果表明：考虑橡胶气囊特性的空气弹簧模型能描述出刚度回滞曲线的两端尖角效应,且与试验曲线更接近;该模型在动力学计算中能降低高速列车的横向平稳性指标,并提高列车通过曲线时的计算精度。     

帘线参数对橡胶空气弹簧垂向刚度的影响研究

采用ABAQUS软件建立了某型号橡胶双曲囊式空气弹簧的有限元模型。从囊体材料、几何形状、材料接触及气固耦合作用方面论述了空气弹簧的非线性特性,并对双曲囊式空气弹簧的垂向弹性特性进行了灵敏度分析。首先,运用正交实验法设计了空气弹簧弹性特性实验,研究了帘线参数对双曲囊式空气弹簧垂向弹性特性的影响;其次,运用极差分析及方差分析法对帘线层的各项参数进行了优化设计。结果表明：帘线层数对空气弹簧垂向刚度影响最为显著;帘线角度对空气弹簧垂向刚度也有一定的影响;弹性模量、帘线间距和帘线半径对空气弹簧垂向刚度影响较小。     

有限元法计算长方型橡胶空气弹簧隔振器的垂向刚度

针对传统计算橡胶空气弹簧垂向刚度的局限,提出用有限元法进行计算,解决了囊内空气变化问题。并对长方型橡胶空气弹簧隔振器进行了垂向刚度的计算,与试验值的对比结果说明,该方法是可行的。     

汽车悬架的空气弹簧与扭杆弹簧的性能对比分析

介绍空气弹簧和扭杆弹簧的结构特点,全面比较了空气弹簧悬架和扭杆弹簧悬架各自的优势,指出两种类型悬架的优、缺点和适用的不同车型,进一步阐述了空气弹簧悬架在汽车悬架中推广应用的必要性。     

连接管路对附加气室空气弹簧刚度特性影响的试验研究

带附加气室的空气弹簧系统中连接管路对系统特性有重要影响,搭建使用管路连接附加气室的空气弹簧刚度特性试验系统,在(0.5¹0)Hz的激振频率激励下,采用四种不同管路内径、三种不同管路长度的连接管路,对空气弹簧特性台架进行试验,分析管路因素对弹簧特性的影响规律并探讨影响机理。试验结果表明:随着管路内径增大,系统刚度逐渐降低,当管路内径增大到一定值时,管路对空气弹簧刚度的影响比重变小;不同管路长度对系统动刚度的影响主要集中在低频阶段,在同一频率下,系统动刚度随管路长度增加而增大;最后,通过试验对连接管路两端主、附气室气压的幅值差和相位差进行分析,验证了不同管路内径及长度对空气弹簧系统动刚度影响的正确性。     

变刚度橡胶弹簧结构设计研究

针对轨道交通车辆转向架用轴箱弹簧在受载范围较大时存在弹簧变形量较大、刚度成线性的问题,提出了一种可变刚度橡胶轴箱弹簧创新结构设计及其变刚度方法,对轴箱弹簧进行了二级减振设计,轴箱弹簧在大载荷时,能够变刚度,减小变形挠度,同时可通过调整钢弹簧的参数改变轴箱弹簧的刚度特性.此种设计可实现产品刚度的调节,提升了车辆的运行品质...     

空气弹簧帘线参数对刚度特性影响的显著性

基于某重卡车用悬架空气弹簧,针对其材料、几何、接触、气固耦合等非线性力学特性,采用Abaqus软件建立空气弹簧的有限元模型,对其垂向静态力学特性进行仿真分析,并采用正交实验法分析帘线材料、帘线布置角度、帘线网格间距、帘线横截面积和帘线层数对其垂向刚度的影响。结果表明:帘线材料及结构参数对空气弹簧的垂向刚度有很大的影响,其中帘线布置角对空气弹簧的垂向刚度影响最显著,帘线截面面积和帘线层数对其刚度影响一般,帘线弹性模量和帘线间距对其刚度影响较小。     

变刚度弹簧往复泵锥阀及其动态特性仿真

设计了变刚度弹簧往复泵自动锥阀,弹簧刚度是阀盘升程的函数。在阿道尔夫泵阀运动微分方程的基础上,考虑流体可压缩性对泵筒内流体连续流条件的影响,建立了变刚度弹簧往复泵自动锥阀阀盘运动规律的微分方程。以弹簧刚度是阀盘升程的线性函数为例,分析了变刚度弹簧往复泵锥阀阀盘的动力特性。仿真结果显示：弹簧刚度随升程的变化规律对阀盘的动力特性具有显著影响;在阀盘最大升程一定的条件下,与定刚度弹簧阀盘的动力特性相比,减函数变刚度弹簧阀盘的落座速度与滞后高度有所下降,有利于提高往复泵的容积效率,提高阀盘与阀座的疲劳寿命。     

带附加空气室空气弹簧垂直刚度和阻尼实验研究

以美国凡士通(Firestone)公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,构建带附加空气室的空气弹簧,将带附加空气室空气弹簧简化为由并联线性弹性和线性阻尼组成的垂直弹性元件,采用单质点自由衰减振动的方法,试验研究不同空气压力下弹簧垂直刚度和阻尼随节流孔孔径变化的规律。研究发现,在各个压力条件下,节流孔孔径对垂直刚度和阻尼都有影响,其中节流孔孔径在3mm~10mm之间变化时,带附加空气室空气弹簧的刚度发生显著的变化,且孔径越大,刚度越小;阻尼的敏感变化范围为0~20mm,在5mm附近阻尼达到最大值。该研究结论为刚度和阻尼连续可调空气悬架的研发提供依据。