空气弹簧冲击载荷特性的试验研究

针对冲击理论模型研究需要，采用落锤冲击试验机进行空气弹簧冲击试验。由试验得到不同弹簧变形速率下的冲击载荷特性曲线，将它们与静态载荷特性曲线做比较，从中分析弹簧变形速率对载荷特性的影响。在试验过程中，利用传感器测量了囊内气体在不同位置的动态压力，根据所测压力数据对囊内气体变化规律进行研究，并从理论上做出解释。     

囊式空气弹簧隔振器的特性计算研究

提出了囊式空气弹簧隔振器的静、动态刚度特性的设计计算方法。在分析了以薄壳及气体状态方程为基础的计算模型后．针对解决囊内气体压力跟随问题的计算难点．设计了计算方法及步骤,并进行了总控制及分运算编程．对一研制的枕状形气囊隔振器进行了特性计算，分析了影响隔振器特性的几个重要因素,计算与试验结果有很好的一致性。该方法计算精度满足工程应用，实用性强，方便灵活。     

囊式空气弹簧刚度特性的非线性有限元法研究

利用非线性有限元方法，研究由多层复合材料组成的空气弹簧的垂向和横向刚度特性，分析大变形的几何非线性、空腔内空气的状态非线性和胶囊与金属裙板形成的接触非线性，得到了空气弹簧刚度非线性特性的精确描述，并讨论了橡胶囊各参数对空气弹簧垂向和横向特性的影响。通过与试验结果比较，证明了该方法确实可行。     

单囊式空气弹簧参数计算

建立了带辅助气室单囊式空气弹簧的力学模型,推导出了空气弹簧垂向刚度和自振频率的计算公式。     

多曲囊式空气弹簧非线性弹性特性研究*

[摘要]分析了多曲囊式空气弹簧的材料、几何和接触等非线性力学特性,提出采用非线性有限元研究空气弹簧非线性弹性特性的方法。根据有限元方法建立了空气弹簧的有限元分析模型,进行了有限元计算和试验研究,计算结果与试验结果吻合较好,验证了所采用的研究方法和分析模型的正确性和有效性。在此基础上,研究了充气压力、胶囊参数及附加气室容积对空气弹簧弹性特性的影响,结果表明：空气弹簧的承载能力和刚度随充气压力增加而增大;胶囊的帘线角和附加气室容积对空气弹簧弹性特性有较大的影响;帘线网格间距、帘线层间距、帘线层数及帘线材料对空气弹簧弹性特性影响不大。     

囊式空气弹簧机械阻抗近似解析算法研究

基于空气波动理论与囊体平衡性分析,提出了一种通过计算囊式空气弹簧的空气声压场和囊体应力场分布,确定其机械阻抗特性的近似解析分析方法。该方法依据小幅振动的线性叠加原理,将空气弹簧分为几个简单的可解析计算的规则区域,结合边界条件和衔接条件求出各规则区域的解析或近似解析解,进而将各区域解组合计算形成空气弹簧机械阻抗的参数化计算公式。最后,给出了运用该方法计算船用空气弹簧机械阻抗的实例,通过与测试数据对比表明该方法合理可行,为囊式空气弹簧的动态特性分析计算提供了一种新思路。     

大载荷阻尼弹簧隔振器的研究

大载荷阻尼弹簧隔振器的研究朱振江（上海交通大学）一、概述随着中小型动力设备振动隔离技术的普遍应用，工业生产上对大型机械设备的振动隔离也提出了要求，鉴于目前各生产厂家出售的各类隔振器，最大承载也只有壹吨左右，如果对几十吨至几百吨的大型机组进行振动隔离，...     

一种囊式空气弹簧动刚度混合有限元计算方法

针对传统空气弹簧刚度特性计算存在的问题,基于空气波动理论与弹性薄壳理论,提出了一种通过计算囊式空气弹簧的空气声压场和囊体应力场分布,进而确定其动刚度的有限元计算方法;并给出了运用该方法计算船用空气弹簧机械阻抗的实例,分析表明该方法合理可行,为囊式空气弹簧的动态特性分析计算提供了一种新思路。     

空气弹簧特性研究

本文介绍了空气弹簧的基本特性、结构型式和基本原理。以单曲囊式空气弹簧为例讨论了空气弹簧动、静态风度的求解方法。     

空气弹簧弹性特性理论分析与试验研究

刚度特性、频率特性直接影响空气弹簧的隔振性能.利用工程热力学理论推导空气弹簧刚度及频率的数学表达式,并进一步利用试验研究空气弹簧静、动态特性,研究结果表明:空气弹簧弹性特性为一族非线性曲线,充气压力越大,承载能力越强;空气弹簧的刚度随充气压力增大而增大,而频率基本保持不变;在激励频率为0.5-6.0Hz范围内,空气弹簧的动刚度随着激励频率的增加呈先缓慢减小然后迅速减少的趋势;动刚度基本不随激励振幅发生变化.     

中低速磁浮车辆空气弹簧动力学建模及其应用研究

建立合理的适用于中低速磁浮车辆的空气弹簧动力学模型是预测中低速磁浮车辆动力学性能的必要条件。基于振动力学与弹性力学基本原理,建立了中低速磁浮车辆空气弹簧系统非线性动力学模型,依据测试结果辨识了系统参数,试验验证了模型的准确性,并结合线路动态测试结果对比了线性模型与非线性模型的差异。结果表明：空气弹簧在±70 mm有效行程范围内,其垂向载荷-内压-位移之间呈三次函数关系,行程大于70 mm时,载荷-位移呈线性关系;磁浮车辆空气弹簧横向刚度极大,可以分段线性近似表示;直线线路车辆速度大于30 km/h以及曲线线路半径小于100 m时,线性模型计算结果偏差较大,非线性模型计算精度显著高于等效线性模型。研究结果可为中低速磁浮车辆设计、动力性能预测提供理论依据。     

空气弹簧的现状及其发展

空气弹簧在振动控制上有着卓越的表现,受到广大科研人员的关注。此文章简要介绍了国内外空气弹簧的诞生、发展历史、现状、应用范围和它的主要特点。针对空气弹簧的相关理论,刚度特性、频率特性、阻尼特性和非线性特性等方面进行了详细论述。空气弹簧具有的非线性特性是强非线性,它的非线性主要由材料非线性、几何非线性和接触非线性组成。对国内外现有的空气弹簧类型进行了简要说明。并分机械式、电子控制式和智能控制式三个方面阐述了空气弹簧控制系统发展的历史阶段和发展趋势,根据国内外相应的资料对空气弹簧的几种破坏形式作了简介,最后指出了空气弹簧未来的四个研究方向:主附气室体积比对空气弹簧性能影响的研究,空气弹簧非线性特性的研究,空气弹簧的智能控制系统的研究,高强度高耐磨性耐寒的空气弹簧气囊材料的研究。     

空气弹簧弹性特性及容积特性分析

依据工程热力学理论得出了空气弹簧的弹力表达式,并分析了空气弹簧材料、几何和接触等非线性力学特性,提出采用非线性有限元研究空气弹簧非线性弹性特性和容积特性的方法。根据有限元方法建立了三曲囊式空气弹簧的有限元分析模型,进行了有限元计算,结果表明：空气弹簧的承载能力随充气压力增加而增大,且呈现出非线性特性;空气弹簧压力、容积及有效面积与变形均呈现出非线性关系,腔内压力和有效面积随空气弹簧变形量的增加而增加,但容积呈现相反变化趋势;充气压力对于空气弹簧容积和有效面积基本没有影响。     

高速列车系统动力学空气弹簧建模方法研究

高速列车空气弹簧动力学模型主要分为三类:定刚度与定阻尼并联的线性模型、基于流体力学与气动力学原理的非线性模型以及考虑整体气动悬挂系统的完全模型。通过准静态动力学特性分析和高速动车组动力学模拟计算得出,非线性模型与完全模型具有相似的回滞曲线,线性模型具有较高的阻尼特性,但是在三种空气弹簧模型下计算出的车辆运行安全性指标具有较一致的结果。研究结果表明,在高速动车组动力学计算中,对于运行安全性指标,用空气弹簧线性模型即可满足工程要求;而对于平稳性指标,需要用非线性模型或完全模型进行建模,才能与实际更加接近;由于完全模型所需要确定的物理量较多,故在实际应用中建议采用非线性模型。     

管路型带附加气室空气弹簧的时域动态特性建模

空气弹簧是汽车空气悬架系统振动控制中的关键部件,时域动态特性是评价其隔振性能的重要指标。为研究管路型带附加气室空气弹簧的时域动态特性,设计并建立了具备充放气装置的空气弹簧动态特性测试的试验台,测试得到了空气弹簧在简谐激励和阶跃激励下的传递力响应。根据热力学原理,建立空气弹簧的集总参数模型,推导了空气弹簧系统动复刚度的频域模型;基于卷积定理,提出一种空气弹簧时域动态特性的解析计算方法。根据建立的时域模型,给出了空气弹簧模型参数的识别方法,并与实测值进行对比验证。结果表明,在简谐激励下,传递力的计算值与试验值误差小于5%。     

双腔室空气弹簧性能研究

在超精密加工/检测、IC制造及光学领域中,隔振器已经成为了许多设备的必要子系统,它能够对自地面或负载的振动进行隔/减振,有助于保证设备实现最终的设计精度。在众多的隔振器中,空气弹簧以其性价比高得到了广泛地应用,其固有频率基本不依赖于负载。本文在C. Erin的研究基础上,将节流孔数目参数引入,通过推导得到了空气弹簧的改进理论模型,并在此基础上分析了腔室、节流孔及或活塞等结构参数对空气弹簧动力学性能的影响,有助于进行结构的优化设计,同时得出在节流孔板高度即节流孔长度限制的条件下,减小节流孔直径并增加节流孔数量会提供较好的阻尼效果。最后通过试验验证了理论分析的结果,为以后的深入被动及主动隔振器的研究打下了基础。     

变载荷作用下TiNi形状记忆合金弹簧的变形特性

研究了电流和预拉伸长度对形状记忆合金螺旋弹簧的承载能力,动态变形速度及刚度的影响关系。结果表明：在一定电流范围内,形状记忆合金弹簧的承载能力和刚度随着电流的增大而增大,当电流超出此范围后,它们几乎不再随电流变化。形状记忆合金弹簧在单次回复变形过程中的速度变化规律是先随着回复位移的增加而增加,在接近中间段时达到最大,然后随着位移的增加而减小。电流是对SMA弹簧动态变形速度影响最明显的参数,通过选择合适的电流可有效的控制SMA弹簧的回复变形速度。在预拉伸长度不大的情况下,SMA弹簧的承载能力、平均变形速度与拉伸长度成线性关系。     

空气弹簧隔振平台姿态模糊控制研究

空气弹簧隔振器在舰船上已经被广泛使用，但是空气弹簧漏气往往造成隔振平台姿态倾斜或者高度下降，严重影响设备的正常工作以及隔振性能．因此，检测漏气情况以及保持平台姿态平稳是空气弹簧隔振系统需要解决的关键技术问题．由于大型设备的空气弹簧隔振平台结构往往非常复杂，很难建立其精确的数学模型，常规的依靠精确模型的控制策略在这里无法奏效．文中分析了空气弹簧漏气对隔振平台姿态的影响，提出了一种漏气快速检测方法，利用模糊控制理论对空气弹簧隔振平台的姿态控制进行了研究和试验．试验结果表明，空气弹簧隔振系统姿态模糊控制技术是完全可行的，效果良好．     

约束膜式空气弹簧的刚度建模与分析

针对空气弹簧实际刚度与理论值相差较大的问题,建立了约束膜式空气弹簧的改进刚度模型。改进模型兼顾弹性膜弧长变化及其变形引起的腔室体积变化,理论与实验刚度的偏差为9.67%,相比传统模型计算精度提高7.63%。基于改进刚度模型的分析结果表明:大腔室体积、小有效面积、大弹性膜圆弧半径的结构设计,高弧长变化率的材料及高充气压强的工作方式有利于实现低刚度隔振特性。该研究为大承载、低频/超低频约束膜式空气弹簧的结构优化设计与精密加工提供了有效的理论依据。     

双腔室空气弹簧动刚度理论模型与实验研究EI北大核心CSCD

空气弹簧目前越来越多地用于高端车辆和高铁的隔振,但其动刚度的精确模型不够完善。提出了一种基于热力学的多腔室空气弹簧动刚度理论模型,以适用于乘用车空气悬架控制的精确算法。该动刚度公式综合考虑了外界热交换产生的等效阻尼特性、空气气囊的气腔刚度特性以及气囊阻尼特性,给出各贡献项明确的物理意义及精确的数学表达。与传统空气弹簧模型相比,本模型未对气腔内部气体变化过程加以约束,故具有较强的普适性。示功实验验证了提出的空气弹簧动刚度理论在大行程下的精确性(与实验值相对误差在0.5%以内)和普适性。