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。     

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。     

减振器节流阀片对阀门水击力的影响研究

针对车用减振器受地面瞬态冲击阀门容易失效的特点,提出了研究阻尼阀水击压强的重要性.建立了带有环形节流阀片的阻尼阀物理模型.通过有限元软件对节流阀片受瞬态冲击的变形时间进行了研究,得出了节流阀片受冲击的最大变形时间只与结构参数和材料特性相关,并随阀片厚度增加而减小的结论.与水击理论相结合,推导了阻尼阀水击的初始和边界条件,创建了阻尼阀水击数学模型.运用节流阀片等效厚度法则,编程分析了叠加节流阀片对水击力的影响规律,得出了在等效厚度相同的情况下,随着叠加阀片物理厚度的增加水击压强增大的结论,可以作为阻尼阀的设计参考.     

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.     

驾驶员座椅半主动空气悬架系统振动特性实验研究

构建了座椅半主动悬架振动特性测试实验系统,将带附加气室的空气弹簧、比例流量阀及磁流变减振器同时应用于座椅悬架,通过控制比例流量阀输入电压和磁流变减振器输入电流调节座椅悬架系统的刚度和阻尼,对不同参变量下座椅悬架系统的振动特性进行了实验研究。研究结果表明,在共振区,比例阀输入电压和磁流变输入电流的变化对系统位移传递率和加速度均方根值影响较大,而在低频振动区和隔振区影响较小;比例阀电压的增大可以降低系统的共振频率,磁流变电流的增大可以减小系统在共振区的位移传递率和加速度均方根值。     

面向轨道车辆抗蛇行振动的磁流变脂阻尼器设计与台架测试

针对磁流变液阻尼器存在磁场利用率不高和磁流变液沉降导致控制特性劣化的问题,提出一种基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器方案,将磁流变脂的多级径向流动分解为源流与汇流的对称组合,建立了磁流变脂径向流动的分析模型。利用磁流变脂微单元平衡得出了磁流变脂尊静态径向流动微分方程,采用磁流变脂双粘度本构模型和无滑动边界条件,导出了磁流变脂径向流动速度分布函数和径向压力梯度分布函数。绘制了磁流变脂在不同半径处流动速度分布图,得到了磁流变脂阻尼器的阻尼力计算方法。按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,设计制作了基于多级径向流动模式的磁流变脂阻尼器样机,利用J95-I型油压减振器试验台对其示功特性进行了测试,结果表明在不同激励电流下的磁流变脂阻尼器理论示功特性与实验示功特性能较好吻合。     

新型汽车扭振减振器扭振特性试验研究

对一种新型汽车扭振减振器的动态工作特性进行试验研究,通过试验与理论相结合的方法,系统的研究了该减振器动态扭振特性。研究表明：减振器恢复扭矩与扭振振幅成典型的迟滞非线性,而且其动刚度是振幅的非线性函数;阻尼是振幅、频率的非线性函数,阻尼成分较丰富,既有干摩擦阻尼,又有粘性阻尼;建立的恢复扭矩混合阻尼动力学模型能够很好地描述这类非线性扭振减振器的迟滞特性,理论回线与试验回线吻合较好,为优化设计出高性能的汽车扭振减振器提供了理论依据。     

减振器节流阀片组当量刚度的有限元分析方法研究

针对如何高效准确地通过有限元分析方法获取减振器节流阀片组刚度特性的问题,采用有限元分析方法对节流阀片组建立考虑流固耦合效应的流固耦合模型和不考虑流固耦合效应的结构模型。对模型进行求解,提取计算结果中节流阀阀片组的刚度特性曲线,发现：当节流阀阀片和阀座不存在开槽且阀片变形较小时,可建立结构模型求解节流阀片组刚度特性,当变形较大时,则需建立流固耦合模型求解阀片组刚度;当节流阀或阀座存在开槽时,需建立流固耦合模型进行求解;对流固耦合模型中的流体施加不同的速度载荷,发现：高速激励且阀片变形较大时,需建立流固耦合模型求解节流阀阀片组刚度特性,同时发现：阀片组刚度特性与阀片变形速度有关且阀片变形速度越大,阀片组刚度特性越弱。建立某型双筒充气阀片式液压减振器的性能仿真模型,通过仿真结果与试验结果对比可知,以上所得结论是正确可信的。     

落石冲击作用下环形网耗能性能的理论及数值模拟研究

本文推导了环形网中单个圆环耗散能量的计算公式,建立了两种不同约束条件下环形网受落石冲击的计算模型,讨论了环形网耗能的计算方法。采用LS-DYNA软件对两种模型下环形网受到落石冲击作用的力学性能进行了数值模拟分析,对比分析了两种模型对环形网耗能性能的影响,同时对模型2中影响环形网耗能性能的因素进行了参数分析,并与理论计算结果进行了比较,理论计算结果能较好的预测环形网吸收的最大能量,可为环形网耗能性能的评价及应用提供一定的参考依据。     

减振器节流阀片组当量刚度的有限元分析方法

针对如何高效准确地通过有限元分析方法获取减振器节流阀片组刚度特性的问题,采用有限元分析方法对节流阀片组建立考虑流固耦合效应的流固耦合模型和不考虑流固耦合效应的结构模型。对模型进行求解,提取计算结果中节流阀阀片组的刚度特性曲线,发现:当节流阀阀片和阀座不存在开槽且阀片变形较小时,可建立结构模型求解节流阀片组刚度特性,当变形较大时,则需建立流固耦合模型求解阀片组刚度;当节流阀或阀座存在开槽时,需建立流固耦合模型进行求解;对流固耦合模型中的流体施加不同的速度载荷,发现:高速激励且阀片变形较大时,需建立流固耦合模型求解节流阀阀片组刚度特性,同时发现:阀片组刚度特性与阀片变形速度有关且阀片变形速度越大,阀片组刚度特性越弱。建立某型双筒充气阀片式液压减振器的性能仿真模型,通过仿真结果与试验结果对比可知,以上所得结论是正确可信的。     

柱塞式校准器检定临界流喷嘴的实验研究

介绍了一种采用标准柱塞结构的临界流喷嘴校准器的原理和组成.根据临界流喷嘴的流量特性建立了检定数学模型,同时建立工作腔气体状态方程,并进行分析.对该校准器工作腔的压力和温度进行了大量实验研究,结果表明,工作腔内气体的压力和温度在检定过程中能够保持稳定,有益于提高检定的精度和效率.利用该校准器进行临界流喷嘴背压比试验,调节被测喷嘴背压比,检测其实际流量,得到与理论曲线相一致的流量特性曲线,从而为临界流喷嘴的特性研究提供了一个良好的手段.     

回热器非线性热声动力学模型的研究

基于基本的守恒方程,研究了回热器在具有大振幅波动情况下的弱非线性热声动力学模型。其中,动量守恒方程采用理论性强的瞬态Darcy模型,能量守恒方程则包括了多孔介质的高阶耗散效应。采用摄动法,并在唯象的基础上获得了能描述包括声流（直流）在内的非线性动力学效应及由此而导致的非线性时均热声动力学效应的局部解析方程组,对加深回热器工作机理的理解具有一定的指导意义。     

The Effects of Different Property Models in a Computational Fluid Dynamics Simulation of a Reciprocating Compressor

Computational fluid dynamics was applied to model a simple reciprocating compressor using R134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane) as the working fluid. The sensitivity of the compressor model to various property models was quantitatively assessed by calculating the work required to carry out several compression cycles. The ideal gas equation, a virial equation using only the second virial coefficient, and the Peng–Robinson equation were compared to a reference-quality Helmholtz energy equation of state. Significant errors, up to 12% in the density of the outflowing gas, can result from the use of the ideal gas model. The Peng–Robinson equation resulted in density errors up to 6.3%. The virial equation gave values closest to those calculated using the Helmholtz energy equation of state, with errors in density up to 4.7%. The results also show that an increase in accuracy in work and mass flow calculations achieved by using the Helmholtz energy equation of state is obtainable without an impractical increase in computation time.     

Finite element analysis of a thermoplastic elastomer melt flow in the metering region of a single screw extruder

The flow of a thermoplastic elastomer melt in the metering region of a single screw extruder was studied by the use of a mathematical model. In this model the continuous penalty finite element scheme was combined with generalized Newtonian rheological model to solve the governing equations of continuity and momentum in three-dimensional Cartesian coordinate system. A non-isothermal flow regime was assumed and the energy equation was solved by a streamline upwind Petrov–Galerkin method. The nonlinear nature of the derived set of working equations was also treated using the well-known Picard’s iterative technique. The applicability of this model has been verified by the comparison between the results of the computer simulation of the flow of a NBR/PP thermoplastic elastomer in the metering zone of a single screw extruder with experimentally measured data at different process conditions. These comparisons show that there are very good agreements between the model predictions and experimental data.     

冰箱压缩机吸气簧片阀的数值模拟与优化

给出吸气簧片阀在受到冲击载荷下的动态响应运动特性以及吸气簧片阀有限元形式的数学模型--平板振动系统力学模型.对吸气簧片阀的两维平面薄板振动数学模型采用相对应的有限元法,求解阀片动力学方程和流动方程联立形式的阀片运动规律方程组,用冲击载荷下吸气簧片阀数学模型进行了数学模拟和强度分析,实现对簧片阀动态响应的快速和准确模拟,优化了阀片形状,改善了阀片可靠性.     

Novel ejector model for performance evaluation on both dry and wet vapors ejectors

A novel ejector model is proposed for the performance evaluation on ejectors with both dry and wet vapor working fluids at critical operating mode. A simple linear function is defined in order to approach the real velocity distribution inside the ejector. Mass flow rates of the primary flow and secondary flow are derived by integrating the velocity function at the inlet section of the mixing chamber. By considering the flow characteristics of the critical-mode operating ejector, the developed model contains only one energy conservation equation and is independent of the flow in the mixing chamber and the diffuser. Experimental data from different ejector geometries and various operation conditions reported earlier are used to verify the effectiveness of the new model. Results show that the model has a good performance in predicting the mass flow rates and the entrainment ratio for both dry and wet vapor ejectors.     

干扰存在时被动声呐工作背景建模与分析

在实际应用中,声呐的工作背景除了各向同性背景噪声外,通常还会存在干扰。干扰存在时经典的被动声呐方程存在一定的局限性。在经典被动声呐方程的基础上,讨论了干扰对被动声呐工作背景的影响。提出了一种更加实用的工作背景模型,并详细分析了波束域的工作背景模型,应用此背景模型对经典被动声呐方程进行了修正,修正后的方程可用于干扰存在时被动声呐的性能预报。最后通过不同干噪比条件下的仿真验证了波束域工作背景模型的正确性。提出的工作背景模型可为被动声呐设备在干扰存在条件下的性能预报提供参考。     

绝热毛细管流量数值计算

根据两相流动的均相流假设 ,建立了绝热毛细管分布参数的稳态数学模型 ,结合制冷工质HFC 134a基于MH状态方程的热力学性质计算模型 ,采用新的基团贡献法计算粘度 ,用熵增判据考虑壅塞流动的影响 ,对绝热毛细管流量进行数值模拟计算。对理论计算结果与相关文献的实验数据进行了比较。针对以HFC 134a为工质的制冷系统 ,编制了一套较为实用的绝热毛细管流量计算软件     

负压钻井液振动筛气液喷射器性能的数值模拟研究

随着石油钻井技术的发展,传统钻井液振动筛不能满足现有工程需求,因此提出了一种新型负压钻井液振动筛。气液喷射器是负压钻井液振动筛的核心设备,通过它在筛网下方形成负压区域,使钻井液受振动和负压的复合作用,增大钻井液透过筛网的能力,因此其性能直接影响负压振动筛的处理效率。为了提高负压振动筛的工作效率,需要对气液喷射器的结构和工况进行合理设计。运用流体动量守恒方程,推导出恒定流动状态下气液喷射器混合室的动量方程及其性能计算方程。运用计算流体力学方法对气液喷射器内部复杂的两相流动过程进行数值模拟,并通过对比数值模拟结果与理论计算结果来验证数值模型的合理性。对不同引射流体液体体积分数、工作气体压力、喷嘴距和喷管面积比下气液喷射器的喷射效果进行数值模拟,结果表明气液喷射器的工作参数和结构参数对其喷射系数和真空度有极大的影响。根据模拟结果可知,在引射液体体积分数为30%、工作气体压力为300 kPa、喷嘴距为60 mm、喷管面积比为3.484的情况下,气液喷射器的性能达到最佳。研究结果为负压钻井液振动筛中气液喷射装置的设计和现场应用提供了理论依据。     

Numerical study of electroosmotic (EO) flow in microfabricated EO pump with overlapped electrical double layer (EDL)

Micropump is an important component for the development of micro absorption heat pump systems. To study the performance of microfabricated EO pump with the dimension comparable to the electrical double layer (EDL), a model avoiding the use of the Boltzmann equation was developed to investigate the EO flow instead of using the Poisson–Boltzmann (PB) equation. Generally used Debye–Huckle approximation and symmetric condition are also not involved so this model can be applied in the more complicated EO micropumps. Numerical simulation was carried out to study the distributions of potential, ions and net charge density in the EO micropump. Comparison between the present model and the PB equation was conducted. Using the present model, the EO flow in the EO micropump with overlapped EDL was investigated. It shows that the flow is quite different from the channel with dimension much larger than the EDL, which exhibits plug-like flow characteristics. The errors induced by the PB equation for the pumps with different depths were evaluated. It shows that the accuracy of the PB equation is not good when the EO pump is very thin.