【专家答疑】如何选择模态激励方式：力锤和激振器
【专家答疑】如何选择模态激励方式：力锤和激振器
问题：结构激励可以通过使用力锤和激振器两种方式来实现。哪种方式是最好的选择？回答：结构激励以及如何最好地实现是许多行业技术论文的主题。为了获得最好的效果，用户最好先查阅相关文献。本文仅仅是一些基本介绍：模态力锤（如Endevco? 2302系列力锤）也许是获得结构性激励最常见的仪器。模态力锤是最方便的工具，需要极少的设置时间。尽管对于许多结构也可以实现高测量精度，力锤主要是用于获得粗略数据。模态力锤对某些参数如频率响应和输入力的控制还有一定的局限性。例如，力太大会使结构位于非线性区域。Endevco2302系列模态力锤符合人体工程学设计，允许用户更好地控制力锤并减少“双击”的次数，并且具有加速度补偿以提高数据准确性。使用激振器提供结构激励，设置更复杂，然而也有额外的优点，如图1所示。激振器提供一个可控力，并且可以在非常高的频率下操作。通过扫频同时监测其响应，用户使用激振器可以准确方便地确定结构的固有谐振频率。此外，更高频率激振器允许用户评估设计的测试结构的更小尺寸模型。模态力锤的上限频率约为8kHz，而压电激振器，如Wilcoxon公司的F7-1型激振器，可提供高达80kHz频率。较大的结构表现出局部模态，因此需要在几个部位施加力以充分地激发所有模态。
由加速度传感器和力传感器组成的阻抗头，可以观察与结构接触点的力和响应。这个接触点被称为驱动点阻抗，并通过上述两个信号取得的传递函数导出。
通常复杂的结构在同一频率下表现出双重模态，这种现象通常称为“重根”。可以通过使用多个激振器这些模态进行分离，因为每个模态将显示出其固有的不同的相角。
对于某些结构，如塑料和复合材料，力锤敲击更容易对其造成损坏，从而优先选择激振器作为激励源。图1一种结构激励系统，包括Wilcoxon公司的F10型激振器与阻抗头。该激振器需要功率放大器和信号源方可正常工作
气弹簧使用方法
气弹簧使用方法 自由型气弹簧 自由型气弹簧（图 1 ）在自由状态下长度最长（行程最小），在受到大于自身推力的外界压力后，可以被压缩，直至最小长度 （行程最大）。自由型气弹簧只有压缩状态 （外界施加压力和自由状态两种） ,在它的行程中无法进行自行锁紧。自由型气弹簧主要起支撑作用!
图一 图二 自由型气弹簧的原理如图2：在压力管内充上高压气体，运动活塞上图2有通孔，保证整个压力管内的压力不会随着活塞的移动而变化。而气弹簧的力主是要压力管和外界大气压作用于活塞杆横截面上的压力差。由于压力管内的气压基本不变，而活塞杆的横截面是一定的,所以在整个行程中气弹簧图一的力基本保持恒定。
自由型气弹簧凭借其轻便、工作平稳、操作方便、 价格优惠等特点，在汽车、工程机械、印刷机械、 纺织设备、烟草机械、制药设备等行业等到了广 发的应用！ 第一步：根据您的实际情况，确定直径、行程、安装尺寸、外力等参数。然后参照下面的表格，看您所选的参数是否在表中所给出的范围之内。如果在表中所给的范围之内，说明您所选的参数是可以生产出来的。
第二步选择您所需要的接头，我们为客户准备多种接头形式。 叉形接头单片接头球形接头铰链接头 四、实物图
调角器 自锁型气弹簧（图1）又称调 角器，是一种可以在行程任一位置 锁定的气弹簧。在自锁型气弹簧的 活塞杆端部有一个针阀打开这个 针阀，则自锁型气弹簧可以象自由 型气弹簧那样运行;松开针阀，自锁 型气弹簧能够自型锁定在当时的 位置，并且自锁力往往很大，即 能够支撑相对较大的力量。所以自 锁型气弹簧在保持了自由型气弹 簧功能的同时，还可以在行程的任 一位置锁定，而且锁定后还可以 承载较大的负荷!自锁型气弹簧根 据自锁形式的不同，分为弹性自锁 和刚性自锁。刚性自锁又分为压入
气弹簧使用指引
气弹簧使用指南 一、气弹簧综述 气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，进而利用作用在活塞杆或活塞截面上的压力使气弹簧产生推力或拉力，气弹簧和机械弹簧的最大区别在于：前者的力－位移曲线斜率很小，在整个运动行程中力值基本保持不变，后者的力－位移曲线斜率很大。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。 ※自由型气弹簧（压缩气弹簧）只有伸展（无外力作用下，长度最长）和压缩（外力大于气弹簧的推力，长度最短）两种状态，在行程中无法自行停止，主要起支撑作用，该类气弹簧有恒阻尼和变阻尼两种结构。在汽车、工程机械、纺织机械、印刷机械、办公家具等行业得到广泛应用。 ※自锁型气弹簧（升降可锁定气弹簧、角调可锁定气弹簧）通过其内部的阀门可以将气弹簧锁定在行程的任意位置，根据内部结构的不同，该类气弹簧有弹性锁定、压缩刚性锁定、拉伸刚性锁定、压缩拉伸双向刚性锁定等类型。自锁型气弹簧同时具备支撑、高度和角度调节的功能，而且操作方便灵活，结构简单。因而在医疗设备、家具、汽车等行业得到广泛应用。 ※随意停气弹簧（平衡气弹簧）通过其内部特殊的平衡阀机构，加上合理的外界负载设计，可以使气弹簧停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力，它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间。主要应用在厨房家具、医疗器械、电子产品等行业。 ※牵引气弹簧（拉伸气弹簧）是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等产品。 ※阻尼器通过活塞上的阻尼结构可使阻尼力随着运动速度而改变，可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用，该类产品有多种结构以适合不同的用途。在汽车、家电产品、医疗设备上都用得比较多。 二、气弹簧型号标记方法 ※气弹簧的标记由1代号、2活塞杆直径、3缸体外径、4行程、5伸展长度、6活塞杆端接头形式与缸体端接头形式、7最小伸展力组成。规定如下： ×××××/××-×××-××× (××-××) ××× 1 2 3 4 5 6 7 ※各种气弹簧代号：压缩气弹簧（YQ）、升降可锁定气弹簧(SKQ)、角调可锁定气弹簧（JKQ）、平衡气弹簧(PQ）、拉伸气弹簧(LQ)、阻尼器(ZQ) ※活塞杆直径、缸体外径、行程、伸展长度单位为毫米(mm)，最小伸展力单位为牛顿(N) ※接头形式代号：单片(O)、双耳(U)、单耳(L)、球铰(B)、螺纹(M)、锥度(S) ※标记示例：压缩气弹簧的活塞杆直径为10mm，缸体外径为22mm，行程为260mm，伸展长度为630mm，活塞杆端接头为单片式，缸体端接头为球铰式，最小伸展力为380N。 标记为：YQ10/22-260-630(O-B)380 三、气弹簧规格系列
气弹簧安装方式
气弹簧的安装方式怎么计算？ 气弹簧气动支撑杆的安装方法 1 气弹簧的特点 气弹簧是一根举力(本文用F表示)近似不变的伸缩杆,在汽车,飞机,医疗器械,宇航器材,纺织机械等领域都有广泛的应用。它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液2气两相混合体。气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。推动力决定于高压气体的压强。高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段),随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变(即举力近似不变)。 2 气弹簧的安装研究 表面上看,将气弹簧安装到客车舱门上非常简单,实际上安装设计所要解决的问题远非所想象的简单。气弹簧在舱门上的一般安装状态已知安装信息只有门体(几何形状,质量,重心,材料等),铰链和开度α要求,未知安装信息却多达6个(X1,X2,Y1,Y2,Z,F)。而由数学理论知道,要解出6个未知数,必须要解出由这6个未知数构成的6个方程式组成的方程组。由此可见,要求设计人员从纯理论形态入手解决气弹簧的安装几乎是不可能的。因此,从工程角度切入,深挖安装信息,简化未知数,是解决气弹簧安装设计问题的关键所在。 2-11 力学分析 门体,铰链(门体作开关运动的中心)和气弹簧构成一个杠杆系统。由于气弹簧对铰心的力臂远小于门重对铰心的力臂,所以这是一个费力杠杆系统。即是说,气弹簧举力必须远大于门重才可以将门体支撑起来。这是一个很重要的隐蔽条件。有了这个条件,才可以初选多大举力的气弹簧。气弹簧的举力可以确定为门重的3倍左右。当然也可以确定为门重的2倍,4倍,5倍,6倍左右。对同一个门体来说,相对于气弹簧举力取3倍门重,当气弹簧举力取2倍门重时,气弹簧力臂要增大,工作行程要增大,总长度要增加,安装空间增大;反之,当气弹簧举力取4倍以上门重时,气弹簧力臂要减小,工作行程要减小,总长度要减小,安装空间减小。这可根据实际安装空间选取气弹簧举力。笔者在实际设计中常用3倍数。 2-12 确定气弹簧的上下安装点 气弹簧的总长度,工作行程是在确定上下安装点过程中确定的。确定气弹簧上下安装点是整个气弹簧安装设计的最难点。下面以单轴铰链门体为例来说明"两圆法"在进行气弹簧安装设计的应用。安装示意图及有关参数如图2所示。下面的计算是以门体为规则,匀质的理想模型(重心=几何中心)为基础进行的。门体在开门过程中对铰心O的力矩不断变化(小→大→小),有两个峰值,一个是最大值,位于门体处于水平位置(α=90°)时;一个是固定值,位于门体处于开尽位置(α=最大值)时。根据物理学杠杆平衡原理可知,门体要在气弹簧的作用下自动打开和开尽以后长时间不掉下来,气弹簧在门体处于这两个特殊位置时对铰心O的瞬时力矩必须大于等于门体在这两个特殊位置时门重对铰心O的瞬时力矩。由此可以确定气弹簧所需的最大力臂(R),最小力臂(r)分别为(列式,计算过程略): 最大力臂R=G (H/2-h)2F≈G H4F,(当Hmh时)最小力臂r=G (H/2-h) cos(α-90°)2F≈G H cos(α-90°)4F,(当Hmh时)式中G为门重,N;F为气弹簧举力,N;H为门高,mm;h为门顶到铰心的垂距,mm;α为门体最大开度,°;2为每个门使用两支气弹簧作支撑。以铰心O为圆心,以最力臂R,最小力臂r为半径分别作大小两个圆。作小圆的一条切线的延长线交大圆于A点,则A 点为气弹簧的上安装点。气弹簧的下安装点B则必然在此切线下方的某一点上。AB两点的距离L为气弹簧的总长度。需要说明的是:A点必须落在门体内侧并离门面板竖直距离20mm
气弹簧使用方法
气弹簧使用方法 自由型气弹簧 一、产品说明： 自由型气弹簧（图 1 ）在自由状态下长度最长（行程最小）， 在受到大于自身推力的外界压力后，可以被压缩，直至最小长度 （行程最大）。自由型气弹簧只有压缩状态（外界施加压力和自 由状态两种）,在它的行程中无法进行自行锁紧。自由型气弹簧主 要起支撑作用!
图一 图二 自由型气弹簧的原理如图2：在压力管内充上高压气体，运动活塞上图2有通孔，保证整个压力管内的压力不会随着活塞的移动而变化。而气 弹簧的力主是要压力管和外界大气压作用于活 塞杆横截面上的压力差。由于压力管内的气压基 本不变，而活塞杆的横截面是一定的,所以在整个行程中气弹簧图一的力基本保持恒定。 二、特点及应用：
自由型气弹簧凭借其轻便、工作平稳、操作方便、 价格优惠等特点，在汽车、工程机械、印刷机械、 纺织设备、烟草机械、制药设备等行业等到了广 发的应用！ 三、选型参数: 第一步：根据您的实际情况，确定直径、行程、安装尺寸、外力等参数。然后参照下面的表格，看您所选 的参数是否在表中所给出的范围之内。如果在表中所给的范围之内，说明您所选的参数是可以生产出来的。 直径φ x/ φ y6/15 6/19 6/22 8/19 8/22 8/28 行程A(mm) 10-150 10-150 10-150 10-300 10-300 10-300 长度EL2 (mm) ≧2xA+22 ≧2xA+42 ≧2xA+43 ≧2xA+55 ≧2xA+55 ≧2xA+60 外力F1 (N) 10-400 10-400 10-400 30-700 30-700 30-700 直径φ x/ φ y10/28 12/28 14/28 10/40 12/40 14/40 行程A(mm) 20-800 20-1000 20-1000 20-100 20-1000 20-1000 长度EL2 (mm) ≧2xA+60 ≧2xA+60 ≧2xA+60 ≧2xA+70 ≧2xA+70 ≧2xA+90 外力F1 (N) 100-1700 100-1700 150-2600 50-1300 100-1700 100-2800
变阻尼压缩气弹簧知识
两种不同形式的气弹簧 在我们讨论两种不同形式气弹簧之前，首先看德国两种不同形式气弹簧结构剖析图及力特性曲线图：（左图1）是普通的压缩气弹簧、（右图1）是高档的变阻尼气弹簧、 上面左右两图不难看出：它的结构中都有1.活塞杆、2导向密封系统、3.密封系统保护用油、不同的是：左图的钢筒是用普通加工的精拉20#钢管，左图的活塞上有回气孔和阻尼小孔道、左图的钢筒内多加了阻尼用油。而右图的钢筒是在普通加工的精拉20#钢管上再经特殊加工出的变阻尼槽、右图的活塞上只有回气孔、右图的阻尼是由钢筒上的阻尼槽逐渐变小来完成。 通过左右两图也不难看出：它们的力特性曲线是不同的，特别是阻尼区的曲线发生了根本的改变，左图的阻尼曲线是阶梯跳越式的部份阻尼、而右图的阻尼曲线是逐渐削减式阻尼，它这
种逐渐削减式阻尼最完好的削减了气弹簧伸展时的惯性冲击，有效的保护汽车门和门铰链。 还有我们的高档的变阻尼气弹簧也可从根本上解决了气弹簧的漏油问题，也能减小了磨擦力。而气弹簧的漏油是因为大家对气弹簧的理解有个误区，往往一提气弹簧大家就想到气缸，想到气密封，这是完全错误的，气弹簧它需要油保护密封系统，需要油来阻尼，它在我们车上用又有着特定活塞杆向下的使用方法，所以气弹簧的密封就一定要按封油考虑。见（左图2） 它是德国的一支普通 的压缩气弹簧，它的密封件 就是按油封考虑，气密封和 油密封的最大区别，就是密 封件内唇的长度，气密封从 理论上应是弹性的线密封， 而且密封线越窄越好，当然 也是要在活塞杆的光洁度 保正下密封。而油密封从理 论上是密封带，油在压力状 态下呈刚性，微观上看每个 油分子就相当一个针尖，它 能刺穿细窄的密封面，可它 却很难刺穿有一定宽度的 密封带，但也不是一点没有 油出，因活塞杆要带油膜，
车用气弹簧安装设计分析
车用气弹簧安装设计分析 作者：众泰控股集团有限公司 潘玉华 来源：AI 汽车制造业 目前国内汽车产品开发中，对于 气弹簧应用采用逆向的方法较多。其布置方法就是参照样车气弹簧在车身上大致的安装位置来布置新车，同时将原车气弹簧样件交给供应商依样去开发，这种开发过程没有依据其工作原理分析，缺乏严谨科学计算很难设计出最优的方案。所以必须从基本原理上寻求一种在汽车上布置气弹簧的科学方法来实现最终设计结果的正确性。下面就以汽车后背门气弹簧的布置安装设计为例进行分析。 确认后背门铰链转轴中心位置 在后背门气弹簧安装设计之前，应当对已经完成的数据进行验证。必须确认后背门两个铰链是否同轴；后背门在沿着铰链轴转动全过程中与车身周围有无干涉；气弹簧安装空间有无充分预留。 确定后背门的总质量及质心的位置 后背门的总质量是多项由金属和非金属材料组成部件的质量之和。包括后背门钣金件、后背门玻璃、后雨刮器系统、牌照灯及装饰板、后牌照、后背门锁及后背门内饰板等。在得知零部件密度的前提下，利用CATIA 的测量惯性命令可自动计算出重量和质心坐标点。 确定气弹簧在后背门上安装点的位置 这里气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端球头转动中心。气弹簧安装时一般采用活塞在上方，活塞杆在下方。气弹簧与门内板连接必须由装在后背门内板上的支架过渡，用以让开活塞外径及运动的空间。在门内板的内侧必须有加强螺母板用来安装气弹簧支架，后背门螺母板及支架的强度、后背门的刚度必须满足气弹簧最大受力状况需求。气弹簧在支架上的安装位即气弹簧的上安装点位置，此位置距铰链转轴中心的尺寸影响气弹簧需要的支撑力，在载荷力矩一定的条件下，该尺寸减少10%，气弹簧的支撑力增加将超过10%，同 时气弹簧的行程也会随之变化。设计的目标应在满足后背门开度及背门两侧方便接近的前
压缩气弹簧技术指标
1 范围 本标准规定了压缩气弹簧(以下简称气弹簧)的术语、标记、技术要求、试验方法、检验规则、标志和包装、运输、贮存等。 本标准适用于充入氮气或惰性气体为工作介质的气弹簧。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 1771—91 色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定 GB 1800—79 公差与配合总论标准公差与基本偏差 GB/T 2348—93 液压气动系统及元件缸内径及活塞杆外径 GB 2349—80 液压气动系统及元件缸活塞行程系列 GB 2828—87 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB 6458—86 金属覆盖层中性盐雾试验(NSS 试验) GB 6461—86 金属覆盖层对底材为阴极的覆盖层腐蚀试验后的电镀试样的评级 GB/T 13913—92 自催化镍–磷镀层技术要求和试验方法 JB 2864—81 汽车用电镀层和化学处理 JB/Z 111—86 汽车油漆涂层 3 型式 3. 1 气弹簧的外形示意图及力–位移曲线见图1。 机械工业部1996-10-03 批准 中华人民共和国机械行业标准 压缩气弹簧技术条件 JB/T 8064.1－1996 1997-07-01 实施 JB/T 8064.1－1996 3. 2 气弹簧接头推荐使用型式见图2。 4 气弹簧术语、符号、定义 气弹簧的术语、符号和定义见表1。 术语符号单位定义或说明 缸筒外径D2 mm 气弹簧缸筒外径 活塞杆直径D mm 气弹簧活塞杆直径 伸展长度L mm 气弹簧活塞杆自由伸展至极限位置时两连接件中心距离 行程S mm 活塞杆从伸展状态压缩到最小安装尺寸时的轴向位移
园林树木树干支撑的方法与施工.docx
园林树木树干支撑的方法与施工 在园林树木移栽完成后，由于根系尚未扎深扎实、覆土松软，极易摇晃摆动，甚至倒伏，需要做好树体支撑。尤其是树干高大、树冠冠幅大的树木，在遭遇强风时，树木发生摇摆晃动明显，严重时甚至被风吹倒。新栽树木发生晃动或者倒伏后 1 2 3 4 5 笔者在长时间的园林工作过程中也遇见了较多的树干支撑保护现场，其支撑方式多种多样，其所用材料五花八门，其所起支撑作用参差不齐。 以上所列举的一些支撑方式中：有的是北方地区常用的，有的是南方地区常用的；一些支撑看起来漂亮、美观，一些支撑粗糙、简陋，一部分支撑作用较好，一部分支撑作用极差。
在当今的园林树木移栽养护过程中，人们对于树木支撑的意识比较强，树木种植后都会选择以上所列举的或者与之类似的支撑方式，但是大部分树木支撑后所起到的支持、保护作用非常有限，甚至会对园林树木造成伤害，对园林树木的成活与存活产生较大影响。通过长时间的观察与总结，笔者认为在现今园林树木树干支撑保护过程中主要存在以下问题： 1 2 3 点，也最容易出现问题，对树木正常生长存活造成极大影响。树干与支撑材料两者强度均较大，且接触受力面积较小，局部面积压力过大。极小的外力加持导致两者产生较大的摩擦力，轻者损伤树木表皮，重者导致树干四周树皮截断，树木衰弱死亡。 应先在树干上的支撑部位处用麻布片或无纺布包裹几圈，保护干皮，也可采用“树
干橡胶保护软垫”进行隔离，防止干皮受损。 4、支撑美观效果太差：树干支撑的美观被人们所不重视，殊不知“支撑美观也是景观”，城市园林树木种植更大程度上追求的是树木本身景观观赏价值，粗糙简陋的支撑会拉低园林树木景观观赏价值，相反漂亮美观的支撑对于树木景观观赏价值具有明显的提升效果，可以说是两者相得益彰。 5 。建议 1 2 3 4 支撑品种：杉木、桉树、竹子、钢管 杉木撑尺寸标准： 桉树撑尺寸标准：除杉木撑外都不能带树皮 竹杆尺寸标准： （小规格苗木，或不受大风影响的平缓的区域，可优先选用于成本较低的竹杆）
关于超高支撑杆基础形式的分析选择
关于超高支撑杆基础形式的分析选择 一、理论依据 支撑杆的基础形式基本上有三种，A、凿柱筋焊接接长柱头做反梁、B、植入钢筋接长柱头做反梁、C、直接植入化学锚栓。以上三种方案的安全度A>B>C， 做法A：通过双面焊接5d，可以使钢筋发挥到屈服强度fy才发生破坏， 做法B：植入钢筋，往往的植入深度只有20d，主要受力模式是通过植入钢筋与已有柱子的竖筋之间的混凝土传递拉力。 按照现行的加固规范，一般要达到36d以上才能使钢筋发挥出屈服强度fy，而且植入的位置的混凝土质量、钢筋粘结剂的耐久性，也会对拉力的传递有比较大的影响。 做法C：直接植入化学锚栓，根据已有厂家资料，植入深度往往只有10d，只有十几厘米深，很明显受力还不如植筋。 二、计算理论 对于做法B， 可以参照现行的《混凝土结构加固设计规范》12.2进行计算，先可假定锚入深度ls，然后反算出Nbt。 根据我自己计算：植入18的钢筋，植入深度350，则轴向受拉力越为66KN，约6吨半。 需要注意点： 1.根据规范，植筋－不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于最小配筋百分率规定的构件锚固。 因此大家在做植筋设计时，必须确定柱中准备植入的位置处旁边必须已有竖向钢筋，否则无法按照植筋进行计算； 2.植筋时，对于植入钢筋的边距和间距都有比较严格的要求，可参照规范表12.2.4，建议边距不小于 3.5d，间距不小于7d。 根据以上边距和间距的要求，可以推算出，如果植入16的钢筋，则柱子的单边尺寸不得小于(3.5+3.5+7)x16=336,即柱子单边尺寸不得小于350。如果需要植入梁中，植入12的钢筋，则梁宽不得小于14x12＝168，建议梁宽不小于200； 3.考虑到植筋的化学胶的耐久性，设计说明中一定要说明必须采用A类胶。对于做法C，
气弹簧
气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。气弹簧由于其安装结构简单，使用维修方便，无需外界能源，整个工作行程中举力基本恒定等优点，成为一种十分常见的装置。 目前国内汽车产品开发中，对于气弹簧应用采用逆向的方法较多。其布置方法就是参照样车气弹簧在车身上大致的安装位置来布置新车，同时将原车气弹簧样件交给供应商依样去开发，这种开发过程没有依据其工作原理分析，缺乏严谨科学计算很难设计出最优的方案。所以必须从基本原理上寻求一种在汽车上布置气弹簧的科学方法来实现最终设计结果的正确性。下面就以汽车后背门气弹簧的布置安装设计为例进行分析。 确认后背门铰链转轴中心位置 在后背门气弹簧安装设计之前，应当对已经完成的数据进行验证。必须确认后背门两个铰链是否同轴；后背门在沿着铰链轴转动全过程中与车身周围有无干涉；气弹簧安装空间有无充分预留。 确定后背门的总质量及质心的位置 后背门的总质量是多项由金属和非金属材料组成部件的质量之和。包括后背门钣金件、后背门玻璃、后雨刮器系统、牌照灯及装饰板、后牌照、后背门锁及后背门内饰板等。在得知零部件密度的前提下，利用CATIA的测量惯性命令可自动计算出重量和质心坐标点。 确定气弹簧在后背门上安装点的位置 这里气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端球头转动中心。气弹簧安装时一般采用活塞在上方，活塞杆在下方。气弹簧与门内板连接必须由装在后背门内板上的支架过渡，用以让开活塞外径及运动的空间。在门内板的内侧必须有加强螺母板用来安装气弹簧支架，后背门螺母板及支架的强度、后背门的刚度必须满足气弹簧最大受力状况需求。气弹簧在支架上的安装位即气弹簧的上安装点位置，此位置距铰链转轴中心的尺寸影响气弹簧需要的支撑力，在载荷力矩一定的条件下，该尺寸减少10%，气弹簧的支撑力增加将超过10%，同时气弹簧的行程也会随之变化。设计的目标应在满足后背门开度及背门两侧方便接近的前提下，尽量减小气弹簧需要的支撑力，因为过大的支撑力会增加气弹簧的制造成本以及后背门刚度要求。 确定后背门的开启角度 根据人机工程学分析来确定后背门的开度。目前背门开到最大位置车门下边沿的离地高度法规没有规定。根据人站在地面上使用的方便性，一般设计开启到最大位置时，后背门下部最低点高度应在离地面1800mm左右，以此来确定背门的开启角度。这样设计是基于既要考虑人的头部不易碰到后背门下部最低点，又要照顾关门操作时手部能很容易接触到拉手。由于车身的高度与结构不同，各车型背门开启角度也不相同，大致与铅垂方向夹角100°～110°之间。同时还要满足后背门的最大开启角度应小于铰链能达到的最大开启角度；气弹簧运行至行程终端，具有缓冲机构，以避免构件的损坏。 计算从初始位到终止位气弹簧的有效行程
气弹簧使用指南
一、气弹簧综述 气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，进而利用作用在活塞杆或活塞截面上的压力使气弹簧产生推力或拉力，气弹簧和机械弹簧的最大区别在于：前者的力－位移曲线斜率很小，在整个运动行程中力值基本保持不变，后者的力－位移曲线斜率很大。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。 ※自由型气弹簧（压缩气弹簧）只有伸展（无外力作用下，长度最长）和压缩（外力大于气弹簧的推力，长度最短）两种状态，在行程中无法自行停止，主要起支撑作用，该类气弹簧有恒阻尼和变阻尼两种结构。在汽车、工程机械、纺织机械、印刷机械、办公家具等行业得到广泛应用。 ※自锁型气弹簧（升降可锁定气弹簧、角调可锁定气弹簧）通过其内部的阀门可以将气弹簧锁定在行程的任意位置，根据内部结构的不同，该类气弹簧有弹性锁定、压缩刚性锁定、拉伸刚性锁定、压缩拉伸双向刚性锁定等类型。自锁型气弹簧同时具备支撑、高度和角度调节的功能，而且操作方便灵活，结构简单。因而在医疗设备、家具、汽车等行业得到广泛应用。 ※随意停气弹簧（平衡气弹簧）通过其内部特殊的平衡阀机构，加上合理的外界负载设计，可以使气弹簧停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力，它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间。主要应用在厨房家具、医疗器械、电子产品等行业。 ※牵引气弹簧（拉伸气弹簧）是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等产品。 ※阻尼器通过活塞上的阻尼结构可使阻尼力随着运动速度而改变，可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用，该类产品有多种结构以适合不同的用途。在汽车、家电产品、医疗设备上都用得比较多。 二、气弹簧型号标记方法 ※气弹簧的标记由1代号、2活塞杆直径、3缸体外径、4行程、5伸展长度、6活塞杆端接头
气弹簧作业指导书----------V1-20080429
文件编号： 文件名称：气弹簧作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期： 年 月 日 实施日期： 年 月 日
文件编号： 前言 为使本公司汽车结构设计规范化，参考国内外汽车气弹簧设计的技术要求，结合本公司已经开发车型的经验，编制本气弹簧设计指导书。旨在对本公司设计人员在气弹簧设计的过程中起到一定的指导作用，帮助新进员工了解结构设计开发流程和相关的设计经验，在设计的过程中少走些弯路，提高设计开发的能力和提高开发效率。 本作业指导书将在本公司所有车型相关结构开发设计中贯彻，并在实践中不断提高和完善。 本标准由SICAR提出。 本标准由标准管理科负责归口管理。 本标准主要起草人：郑颖蓉
文件编号： （一） 气弹簧总成设计流程 （二）产品设计具体工作步骤 1、项目启动 了解必要的项目信息。包括：整车配制表的研究、项目任务解析，项目计划及采购计划，人力资源分配，竞争车型以及各部门接口人等信息。 2. 前期调研、样车分析 了解竞争车型的是否采用气弹簧，如果采用要了解气弹簧的类型、尺寸及其相关布置方式。编写个人计划和样车分析报告。 3、U0阶段 1）供应商前期介入技术交流 在造型输入和总布置校核后，供应商开始介入并做技术交流，开始编制VTS、BOM、DVP、
文件编号： 供应商介入情况跟踪表和沿用件清单。 2）确定布置及安装结构 在布置过程中我们校核气弹簧的行程是否满足要求。 3）定义主断面 完成04D、20N和20M的断面图 以上是04D的断面图，断面图里反映了发盖铰链的位置，气弹簧与铰链的位置关系，气弹簧的布置关系及发盖开启时气弹簧伸长量和开启后的旋转角度。 4）数据结构设计 参考其他车型的气弹簧来做气弹簧的数据结构，主要反映气弹簧套筒长度及直径、气弹簧杆的长度及直径、气弹簧的连接方式等信息。另外同时我们要编写气弹簧的报价资料及技术协议及对数据的评审，如果不合格重新校核气弹簧布置和安装结构。
气弹簧使用方法
气弹簧使用方法 Bn F仁最*伸展力，单位N 垄檸重力’ WN L—回转申41的距离」单位耐 B-—气弹簧伸展时的前灿臂?单位测气弹簧数量 数，一股为13 亦可由齡双方协商确定 自由型气弹簧 一、产品说明： 自由型气弹簧（图1 ）在自由状态下长度最长（行程最小）， 在受到大于自身推力的外界压力后，可以被压缩，直至最小长度 （行程最大）。自由型气弹簧只有压缩状态（外界施加压力和自 由状态两种），在它的行程中无法进行自行锁紧。自由型气弹簧主要起支 撑作用！
宿対导自无艸 話盘遍扎 屋对 薈 \ X I I 自由型气弹簧的原理如图 2:在压力管内充上 高压气体，运动活塞上图 2有通孔，保证整个压 力管内的压力不会随着活塞的移动而变化。而气 弹簧的力主是要压力管和外界大气压作用于活 塞杆横截面上的压力差。由于压力管内的气压基 本不变，而活塞杆的横截面是一定的，所以在整个 行程中气弹簧 图一的力基本保持恒定。 雄盘杓横就衍 图二 二、特点及应用 克％庄力住 ■ <3 佝翳快
自由型气弹簧凭借其轻便、工作平稳、操作方便、价格优惠等特点， 在汽车、工程机械、印刷机械、纺织设备、烟草机械、制药设备等行业等 到了广发的应用！ 三、选型参数： 第一步：根据您的实际情况，确定直径、行程、安装尺寸、外力等参数。然后参照下面的表格，看您所选 的参数是否在表中所给岀的范围之内。如果在表中所给的范围之内，说明您所选的参数是可以生产岀来的 直径 ?x/ ?y 6/15 6/19 6/22 8/19 8/22 8/28 行程A(mm) 10-150 10-150 10-150 10-300 10-300 10-300 长度EL2 (mm) 仝2xA+22 仝2xA+42 仝2xA+43 仝2xA+55 仝2xA+55 仝2xA+60 外力F1 (N) 10-400 10-400 10-400 30-700 30-700 30-700 直径 ?x/ ?y 10/28 12/28 14/28 10/40 12/40 14/40 行程A(mm) 20-800 20-1000 20-1000 20-100 20-1000 20-1000 长度EL2 (mm) 仝2xA+60 仝2xA+60 仝2xA+60 仝2xA+70 仝2xA+70 仝2xA+90 外力F1 (N) 100-1700 100-1700 150-2600 50-1300 100-1700 100-2800 F ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ h EL1
气弹簧撑杆的安装研究_文广南
气弹簧撑杆的安装研究 文广南 (广州骏威客车有限公司,广东广州 510430) 摘 要:运用 两圆法 对气弹簧撑杆的安装进行研究,并应用于客车舱门的安装设计。实践证明,这 是一种简单、有效的安装设计方法。 关键词:气弹簧撑杆;安装设计;两圆法;客车舱门 Abstract:T he air spr ing suppor t is studied wit h tw o circles method ,and the metho d is applied to the design pr actice of the co ach co mpar tment doo rs in this paper.It is pr oved that this is a simple and effectiv e w ay Key words:Air spring suppo rt;Installat ion desig n;T w o circles method;Coach compartment do or 中图分类号:U 463 83 文献标识码:B 文章编号:1006-3331(2005)04-0020-02 深圳公交集团公司一向是我公司的大用户。该用户有一个特点,就是喜欢在所购买的车辆的舱门(如电池舱门、水箱舱门、前侧围检修舱门、后侧围检修舱门等)使用气弹簧作支撑。由于笔者是负责侧围舱门设计的,所以市场需求促进了本人对气弹簧的安装研究,并将研究心得应用于气弹簧的安装设计。 1 气弹簧的特点 气弹簧是一根举力(本文用F 表示)近似不变的伸缩杆,在汽车、飞机、医疗器械、宇航器材、纺织机械等领域都有广泛的应用。它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液-气两相混合体。气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。推动力决定于高压气体的压强。高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段)、随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变(即举力近似不变)。 2 气弹簧的安装研究 表面上看,将气弹簧安装到客车舱门上非常简单,实际上安装设计所要解决的问题远非所想象的简单。气弹簧在舱门上的一般安装状态如图1所示。从此图可知,已知安装信息只有门体(几何形状、质量、重心、材料等)、铰链和开度 要求,未知安装信息却多达6个(X1、X2、Y1、Y2、Z 、F)。而由数学理论知道,要解出6个未知数,必须要解出由这6个未知数构成的6个方程式组成的方程组。由此可见,要求设计人员从纯理论形态入手解决气弹簧的安装几乎是不可能的。因此,从工程角度切入,深挖安装信息,简化未知数,是解决气弹簧安装设计问题 的关键所在。图1 气弹簧安装状态示意图 2 1 力学分析 门体、铰链(门体作开关运动的中心)和气弹簧构成一个杠杆系统。由于气弹簧对铰心的力臂远小于门重对铰心的力臂,所以这是一个费力杠杆系统。即是说,气弹簧举力必须远大于门重才可以将门体支撑起来。这是一个很重要的隐蔽条件。有了这个条件,才可以初选多大举力的气弹簧。 气弹簧的举力可以确定为门重的3倍左右。当然也可以确定为门重的2倍、4倍、5倍、6倍左右。对同一个门体来说,相对于气弹簧举力取3倍门重,当气弹簧举力取2倍门重时,气弹簧力臂要增大,工作行程要增大,总长度要增加,安装空间增大;反之,当气弹簧举力取4倍以上门重时,气弹簧力臂要减小,工作行程要减小,总长度要减小,安装空间减小。这可根据实际安装空间选取气弹簧举力。笔者在实际设计中常用3倍数。2 2 确定气弹簧的上下安装点 气弹簧的总长度、工作行程是在确定上下安装 20 第4期 2005年客车技术与研究 设计 计算 研究