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。     

客车用空气弹簧的刚度特性试验分析

分析了空气弹簧的刚度特性,对某膜式空气弹簧进行了试验,得出了在初始充气压力0.2~0.5 MPa的加载时间与垂向载荷关系曲线、加载时间与内部气压关系曲线及位移与载荷的关系曲线,并进行了比较分析;再通过最小二乘法对不同压力下弹簧有效面积和有效容积随垂向位移变化关系进行拟合,得到了对应的(非)线性多项式,为控制车辆悬架刚度打下了基础。     

RFD型调速器弹簧刚度的计算研究

调速器的工作特性性能及结构参数通常是用试凑方法 ,通过诸多试验得到。为减少试验工作量以及为试验研究提供计算参考依据 ,本文提出采用计算机辅助设计的方法 ,对调速器工作特性性能有重要影响的弹簧元件进行研究。计算所得的弹簧刚度与试验测得数据基本吻合。为调速器的试验研究提供了计算依据。     

金属波纹管刚度的简化有限元分析

金属波纹管广泛应用于机械密封系统,而刚度是金属波纹管设计的主要性能参数。介绍了利用ANSYS软件的Matrix27刚度单元模拟金属波纹管的方法,通过建立的简化有限元模型分析了金属波纹管的轴向刚度和扭转刚度。相较于波纹管实体模型,简化模型的规模和计算量大幅度减少,计算效率得到提高。将简化有限元模型计算所得刚度结果与有限元实体模型计算结果及EJMA工程实际经验公式计算值进行了比较,并利用已有的实验结果进行了验证。其结果吻合良好。该简化模型在研究含有波纹管的整体系统时尤其方便,如对基于整体系统响应的各类波纹管的结构参数优化等具有通用意义,并能有效提高有限元建模及分析效率。     

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。     

波片波形对焊接金属波纹管刚度的影响

焊接金属波纹管是密封件中重要部件,波纹管刚度对密封件的密封性能有显著影响。以2种S型波形DN70波纹管为研究对象,建立波纹管的单波有限元模型,确定适合的边界条件,分别研究波片波形直线段、圆弧段几何尺寸对其刚度的影响,通过优化分析获得与设计公式偏差较小的波形尺寸。研究结果表明,波片波形尺寸对波纹管的刚度有明显影响,内圆斜边波形的波片刚度比内圆直边波形的刚度大,直线段波形对刚度的影响比圆弧段波形大。     

U型波纹管的扭转刚度计算

就EJMA标准关于U型波纹管扭转刚度的计算公式进行探讨。用钱伟长关于旋转壳扭转刚度的积分公式给出了U型波纹管扭转刚度妁计算公式,分析了EJMA标准计算出的扭转刚度较小的原因,并就其公式建议提出修改,用新的等效半径来代替EJMA的等效半径可以得到满足工程计算精度要求的简化公式。所有结果都通过有限元分析来验证。