复杂活塞轮廓型线对约束膜式空气弹簧刚度的影响及分析

空气弹簧作为弹性元件,与传统螺旋弹簧和钢板弹簧相比具有更好的隔振、降噪特性。空气弹簧刚度是空气弹簧的主要性能参数,其主要影响因素是有效面积及其变化率,而空气弹簧的活塞轮廓外径及其变化趋势对有效面积及其变化率的影响显著;因此,活塞轮廓型线是影响空气弹簧性能的主要因素之一。建立了关于约束膜式空气弹簧刚度特性的数学模型,分析活塞轮廓型线对约束膜式空气弹簧刚度的影响。同时,基于气囊卷耳最低点处(窝折点)所在圆的直径即为有效直径这一理论,提出了一种对于任意复杂活塞轮廓曲线,表述空气弹簧位移在任意时刻、任意变化规律情况下对应活塞作用高度及其变化的方法。     

带附加气室空气弹簧动态特性仿真与试验研究

为了揭示带附加气室空气弹簧动力学特性,运用有限元分析方法,基于R1A型自由膜式空气弹簧,建立了带连接管路附加气室空气弹簧有限元模型,对有限元模型进行动态特性的数值仿真,分析连接管路管径、附加气室容积、初始气压对空气弹簧刚度随频率变化的影响规律,结果显示:较大管径和低频率可获得较小的空气弹簧动刚度;随着附加气室容积增大,系统动刚度降低其变化幅度亦趋于平缓,继续增大附加气室容积对降低系统动刚度效果不明显;空气弹簧的刚度随初始气压的增加而变大,并通过动态特性试验验证了有限元模型的正确性。     

膜式空气弹簧弹性特性理论分析与实验研究

为更好的发挥空气悬架性能,在悬架建模和仿真过程中需要更贴近实际的空气弹簧模型,因此必须考虑空气弹簧变刚度的弹性特性。本文以某客车膜式空气弹簧为研究对象,对空气弹簧的弹性特性进行理论分析,并对其垂向静、动态弹性特性进行了实验研究。实验结果表明空气弹簧刚度特性曲线呈反“S”形,在拉伸和压缩到较大位移时刚度较大,在设计高度附近刚度较小。     

带附加气室空气弹簧性能试验系统的搭建与试验研究

针对主、附气室通过管路连接的空气弹簧工作过程复杂性及其特殊的非线性,搭建带附加气室空气弹簧特性试验系统,进行不同附加气室容积和不同连接管路直径的空气弹簧特性试验研究;设计出基于LabView的测试软件,通过数据采集系统测得弹簧作用力、弹簧位移和弹簧内部气体压力;针对四种容积的附加气室、四种内径的连接管路和四种初始气压在0.5～10.0 Hz激振频率范围内对空气弹簧特性进行台架试验,试验分析各影响因素对弹簧特性的影响规律,并探讨各因素的影响机理。试验结果表明,试验的可变因素对空气弹簧特性具有不同程度的影响:附加气室容积和连接管路管径的增大会降低空气弹簧的动刚度,但附加气室容积对动刚度的影响程度还受主附气室容积比的影响;弹簧内初始气压和激振频率的增加会增大弹簧动刚度,台架试验可以为带附加气室空气弹簧的设计及应用提供依据。     

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。     

专用车膜式空气弹簧特性研究

对专用车空气悬置进行适应性改型,根据气体状态方程,得到膜式空气弹簧刚度与固有频率的表达式,研究了膜式空气弹簧初始气压、初始容积和有效面积对刚度特性的影响。结果表明,专用车膜式空气弹簧的刚度呈非线性,其固有频率在车桥载荷变化范围内保持基本稳定,适于载荷变化大的专用车悬置使用。     

车用空气弹簧有限元分析方法

空气悬架系统的刚度直接影响整车性能,而悬架刚度又主要取决于空气弹簧刚度特性。由于在工作行程中橡胶气囊发生多重非线性问题,难以用传统方法预估弹簧刚度。为此,基于空气弹簧结构分析、非线性有限元理论,提出一种空气弹簧力学特性预估方法。在这方法中以Yeoh模型模拟橡胶层,rebar模型代表帘线层,缘板及活塞作为刚体,气体流动与气囊体变形耦合。为了检验该方法的有效性和可行性,以某一大客车悬架用膜式空气弹簧为应用实例,根据结构尺寸用CAD软件UG建立三维实体模型,并用Hypermesh软件划分网格,用试验测试橡胶材料的应力应变关系。将有限元模型导入非线性有限元软件abaqus中进行数值计算。计算结果表明,所提出的方法是切实可行,为汽车悬架用空气弹簧研制开发提供了一种较为经济实用的预估方法。     

汽车空气弹簧特性分析

利用CATIA软件创建空气弹簧的结构模型,分析普通路面对汽车平顺性的影响,用MATLAB软件编程对空气弹簧进行数据分析,分析空气弹簧运动过程中的动力学特性,文中主要研究汽车膜式弹簧的刚度特性、频率特性等在空气弹簧瞬间跳动过程有什么变化,根据特性变化分析空气弹簧的设计理念。     

基于D最优响应面设计方法的带附加气室空气弹簧动力学特性拟合研究

由于带附加气室空气弹簧的影响因素和动态特性参数之间的非线性映射关系难以描述,提出建立响应面方法替代复杂的空气弹簧动态特性方程用于空气弹簧特性的研究。首先用两个非线性特性显著的算例验证了D最优方法建立响应面的有效性,然后根据响应面设计空气弹簧动态特性实验,基于实验结果用高阶多项式进行回归拟合建立高精度响应面,最后根据设计响应面研究了主要因素附加气室容积和节流孔直径对空气弹簧动态特性参数动刚度和阻尼的影响。     

商用车膜式空气弹簧及其特性分析

膜式空气弹簧已在商用车上得到了广泛应用。介绍了膜式空气弹簧的结构及空气弹簧的基本理论，分析了影响膜式空气弹簧特性的主要因素，表明膜式空气弹簧可满足理想的弹簧特性和商用车的特殊用途。     

液压系统弹簧刚度动态变化下的压力冲击余弦级数研究

分析了油液含气量和液压缸活塞位移对液压油的有效体积弹性模量和液压缸等效动态弹簧刚度的影响,利用余弦级数计算出压力冲击的作用时间,并利用AMESim仿真软件验证所求时间的准确性。在此基础上利用动量定理推导出了压力冲击的计算公式,并求出了压力冲击的数值大小。研究结果表明,液压缸的等效动态弹簧刚度和油液中的含气量是影响压力冲击数值大小的主因,因此在设计液压系统时,可以降低油液中的含气量,提高液压缸的等效动态弹簧刚度来确保系统的稳定。以国内某钢厂的全液压双边滚切剪作为实验对象,由于数据采集的时间间隔为0.5 s/次,在出现压力冲击的时候数值没采集到,但是通过现场油管爆裂来看是有冲击产生的。通过分析理论推导与所采集到的压力冲击的大小,得出误差在11.12%左右,验证了理论推导的正确性。     

液压缸低速运动的动态分析

通过理论分析和试验验证研究了液压缸运动的非线性动态特征。提出弹簧刚度随活塞位移变化和工作状态不同而呈现出软硬弹簧特性的非线性弹簧力特征，其作用效果可以用有阻尼的Duffing方程来近似描述；摩擦力随速度的变化遵循Streibeck曲线，其作用效果随工作点在曲线上所处区段而异，可以用van der Pol方程来近似描述。指出液压缸低速爬行是在特定工况下的“跳跃现象”、自激振动等多重作用的结果。     

一种气压自适应伺服活门的结构和特性

提出了一种适用于航空发动机控制的气压自适应伺服活门结构。基于该结构的工作原理建立了数学模型,利用AMESim进行了仿真分析,得出了该结构的气压自适应伺服特性,对弹簧刚度、杠杆比、真空膜盒有效面积等关键设计参数的影响和选取进行分析研究。结果表明,基于真空膜盒构建的伺服活门结构可以实现气压自适应控制,该结构具有控制线性好、气压跟随好等特点,并成功应用于某型活塞位置控制系统。通过合理选取杠杆比参数可以获取不同的控制特性,在航空发动机控制领域有广泛的应用前景。     

非对称轴向柱塞泵变排量控制特性分析

非对称轴向柱塞泵直接闭式控制单出杆液压缸系统具有结构紧凑、能效高和噪声低的优势,其排量控制特性直接影响泵控系统运行特性。基于此,提出基于斜盘摆角位移反馈的排量控制方案,根据电液比例排量调节工作原理,考虑弹性负载刚度及外负载力干扰的影响,建立了非对称轴向柱塞泵的变排量控制系统模型。通过MATLAB/Simulink仿真分析了不同活塞直径、负载刚度、斜盘摆角、负载压力对泵的出口流量动态特性的影响。仿真结果表明,减小液压缸活塞直径、增大负载刚度可以加快响应速度;增大负载压力可以提高响应稳定性。通过实验验证了仿真结果正确性,实验表明非对称泵的变排量工作性能稳定可靠。     

电比例斜轴式柱塞泵特性仿真分析及试验

电比例斜轴式柱塞泵为工程机械液压系统的典型液压元件,建立其准确的数字化仿真模型对于液压泵性能预测与结构优化具有重要意义.在分析阀控缸变量机构的变量原理和先导控制阀的结构特性的基础上,建立了某型电比例斜轴式柱塞泵的数学模型.通过对电比例斜轴式柱塞泵进行机械结构参数测绘,获得了柱塞泵的基本结构参数,利用AMESim软件平台...     

仪用空气弹簧隔振台固有频率的研究

超精密测量对环境振动要求非常严格,其仪器设备中多安装隔振装置。针对课题组圆度仪中使用的仪用小型空气弹簧隔振台,采用理论方法研究其固有频率。首先简化隔振台振动模型,根据该隔振台中约束式膜式空气弹簧的特定结构及相关理论,建立单个空气弹簧数学计算模型,获得单个空气弹簧刚度特性与其垂向变形量x的关系式,最终求得隔振系统的固有频率;同时利用压电式加速度传感器设计振动测试试验,对采集到的加速度信号进行预处理、积分运算、频谱分析,获得该系统的固有频率,两者对比,误差不超过10%,达到预期研究目标。为理论上研究该隔振平台的隔振性能及其耦合振动情况提供理论基础,也对其他类似结构的空气弹簧刚度特性的计算有一定参考意义。     

初始内压和帘线间距对空气弹簧垂向特性的影响研究

运用Abaqus有限元软件,以膜式空气弹簧为例,简述了空气弹簧分析中的有限元基本理论并建立其有限元模型,通过对影响空气弹簧垂向特性的初始内压和帘线间距2个关键因素进行仿真分析,得到不同初始内压和不同帘线间距的几组垂向位移-载荷曲线。分析表明：空气弹簧的垂直刚度随初始内压的增大而增大;空气弹簧外径膨胀造成帘线间距增大,从而引起垂向刚度降低;初始内压越大,空气弹簧外径膨胀对帘线间距变化的影响程度也越大。本研究对空气弹簧设计中如何合理选择初始内压和帘线间距提供了参考。     

乳化液泵配流阀滞后性影响因素研究

为了研究乳化液泵配流阀运动的滞后性及平稳性,在AMESim中建立了液压仿真模型,着重考虑了系统结构参数及工作参数的影响,对配流阀的优化设计提供了改进依据。通过数值计算,对配流阀滞后引起的柱塞腔压力变化进行了讨论。结果表明：吸液阀关闭滞后和排液阀的开启滞后随曲轴半径、连杆长度、柱塞直径及吸液阀阀芯质量的增加而增大,随吸液阀弹簧刚度及预压力的增加而减小;而吸液阀的开启滞后时间和排液阀的关闭滞后时间随排液阀阀芯质量的增加而增大,随排液阀弹簧刚度的增加而减小。余隙容积越大,配流阀的开启滞后时间越长,而关闭滞后对其不敏感;此外,随着阀芯半锥角的增加,工作压力的提高,配流阀的滞后现象均随之减弱,而柱塞行程和排液阀弹簧预压力的变化对其几乎无影响。     

低温制冷机用线性压缩机偏置特性的理论分析与数值模拟

通过对线性压缩机泄漏量进行理论研究,并基于该理论引出活塞偏置量的理论推导过程,从理论着手,分析了压缩机偏置的影响因素,得出压缩机内间隙两端的压差及板弹簧的轴向刚度决定活塞的偏置量;并通过PUMPLinx软件建立了线性压缩机偏置现象研究的物理模型,采用数值模拟的方法,获得了线性压缩机内部压力、质量流、活塞运动的变化情况,进一步得出了线性压缩机出现偏置现象的影响因素。     

液气开关启闭特性分析

液气开关作为控制系统中气动油泵的主控开关,控制系统油液压力.当系统油压足够大时,液气开关切断气源,气动油泵停止充压;当系统油压不足时,液气开关连通气源,气动油泵自动补压,直至液气开关切断气源,液气开关启闭特性直接影响系统压力稳定性.通过数值建模,从气源压力、弹簧刚度、机构摩擦力3个方面对液气开关启闭特性分析,并进行试验...