减振器阻尼特性仿真及结构参数影响分析_黄安贻_图文(精)
阻尼减振结构参数特性分析及动态优化
Γ
Y
s. t. G j (x ) ≤ 0
U xL i ≤ x ≤ x i
( 13)
( i = 1, 2, …, n; j = 1, 2, …, m )
大 型履带式推土机行走机构中的驱动轮、 托 链轮、 支重轮为振动和噪声的发生源, 为解决其振 动和噪声问题, 本文对轮式结构, 在 3 轮上采用管 状对称间隔式阻尼层式新结构。 图 3 为管状对称间隔式阻尼层结构, 该结构
结构参数之间的关系见图 2。
图 2 结构参数之间的关系
′ 经对 x op t 特性的分析, 可得出以下结论: 0 <
参数值就成为一个极为困难的问题。 综上所述, 欲获得较大的 Γ 值的阻尼结构, 首 先必须对结构中的各参数进行优化。 然而, 由于各 参数之间复杂的耦连关系, 故在优化前还需分析 其内在的联系及对结构损耗因子 Γ 影响的显著程 度。 为便于对各参数的特性进行分析并对其耦连 关系解耦, 把式 ( 2) 代入式 ( 1) , 有
f
R
对于不同的阻尼结构形式有不同的 A i、 di 表 达式。 有时为满足系统的特殊要求, A i、 d i 的表达 ( ) 式往往相当复杂, 这使得式 10 的求解十分困 难。
2 阻尼结构参数的解耦
由式 ( 1) 知, 损耗因子 Γ 与耦连参数 Z 3 、 几何 3 参数 Y 有关, 由式 ( 2) 又知 Z 与阻尼材料的损耗 因子 Β 、 切变参数 x 有关, 而 x 又与结构形状尺寸、 振动波频率有关; 另外 Y 也直接与结构截面的几 何形状、 尺寸有关; 同时结构弹性约束层材料的弹 性模量 E 和阻尼材料的切变模量 G 也会对整体结 构损耗因子 Γ 产生影响。
带缓冲簧的汽车减振器外特性及其敏感度分析_图文(精)
——李仕生暋徐中明暋杨建国等带缓冲簧的汽车减振器外特性及其敏感度分析—的影响时 , 由图 7 减振器的复原阻尼力随 a可知, 着内部气压的增大而减小 ; 压缩阻尼力随着内部气压的增大而增大 ; 其敏感程度由图7 气 b 可知, 压对不同速度下的阻尼值基本上没有影响。
( 由图 8 随着油液温度的升高 , 减振 3 a可知 , 器的复原及压缩阻尼力都在减小 , 其敏感程度由 ( 阻尼力与油液温度的关系 a 图8 油液温度对减振器低速段的阻尼力影 b 可知 , 响较小 , 对中速段的阻尼力影响较大 , 而对高速段的影响有限。
( 由图 9 减振器的复原阻尼力和压 4 a可知, 缩阻尼力都随着摩擦力的增大而增大 ; 其敏感程度由图 9 摩擦力对不同速度下的阻尼力基 b 可知 , 本上没有影响。
6暋结束语 1. 毴=-3 5曟暋2. 毴=-1 0曟暋3. 毴=1 5曟图 8暋减振油液温度对减振器特性的影响 ( 不同油液温度时的速度特性曲线 b 4. 毴=4 0曟暋5. 毴=6 5曟暋6. 毴=9 0曟变形暠方法 , 建立了带缓冲簧的汽车减振器的详细数学模型 , 模型中不仅应用了流体力学及弹性力学理论 , 还考虑了流通阀、补偿阀对减振器阻尼力的影响 ; 对所建立的数学模型采用 MAT L A B软件进行仿真研究 , 将仿真结果和试验数据进行比较, 其二者较好符合 , 证明应用上述理论建立的数学模型正确可靠 ; 应用所建立的数学模型 , 分析了考虑缓冲簧时的减振器示功图的特点 , 同时还详细分析了活塞杆直径、内部气压、油液温度及摩擦采用“ 受均布载荷作用的环形薄板阀片挠曲 ( 阻尼力与摩擦力的关系 a 力等因素对减振器阻尼力的影响规律及敏感程度, 对这些复杂因素的考虑 , 使减振器阻尼特性的描述更为精确细致、更能准确地反映实际物理结构特性的规律 , 并为减振器的设计和性能预测提供了参考。
参考文献 : [ ] 1 暋L e eC T,M o o nB Y. S i m u l a t i o na n dE x e r i m e n t a l p 1. F F 0 0 N 暋3. F 0 0 N r=0暋2. r=1 r=2 4. F 0 0 N暋5. F 0 0 N暋6. F 0 0 N r=3 r=4 r=5 的影响 , 可得到如下结论 : 通过仿真阀系以外的各参数对减振器阻尼力图 9暋摩擦力对减振器特性的影响 ( 不同摩擦力时的速度特性曲线 b [ ] 2 暋L e eCT,M o o nBY. S t u d f t h eS i m u l a t i o nM o d e l yo o fa D i s l a c e m e n t-s e n s i t i v eS h o c kA b s o r b e ro fa p [ ] V e h i c l eb o n s i d e r i n h eF l u i dF o r c e J . J o u r n a l yC gt , S i n a lP r o c e s s i n 2 0 0 6, 2 0: 3 7 3 飊 3 8 8. g g [ ] F l u i d f l o wM o d e l i n J .M e c h a n i c a lS s t e m sa n d g y D i s l a c e m e n t S e n s i t i v e S h o c k A b s o r b e r U s i n p g V a l i d a t i o no fV e h i c l eD n a m i cC h a r a c t e r i s t i c sf o r y ( 由图6 随着活塞杆直径的增大 , 减 1 a可知 , , ; 振器的复原阻尼力减小压缩阻尼力增大其敏感程度由图 6 活塞杆直径对减振器的低速段 b 可知 , 的阻尼力影响较小, 而对高速段的阻尼力影响较大。
阻尼材料在静水压力下的仿真模拟.ppt
1
橡胶材料的阻尼机理
橡胶材料的阻尼作用机理直接与其动态力学弛豫性质相关。橡胶材料 的阻尼作用依赖于其滞后现象。正是由于滞后现象,橡胶的拉伸- 回 缩循环变化均需克服链段间的内摩擦阻力而产生内耗。橡胶在玻璃态 时模量很高,分子链段几乎不能运动,不能以机械能转变成热能的方式 进行耗散,只能作为位能贮存;橡胶在高弹态时分子链段运动比较容易, 不能吸收足够的机械能;只有在很窄的玻璃态转变区域内,其模量大幅 度下降,具有足够高的损耗因子( tanδ) ,在一定的振动频率范围内 分子基团之间能够相互耦合,并在应变响应中伴随缓慢的相转变,如果 施加的应力在此频率范围内,振动能量可以得到耗散。在玻璃态转变 区域内的tanδ的大小直接与能够吸收应力的分子基团的数量有关,并 与应力和应变之间发生的相变有关。另外,不少学者对橡胶材料的阻 尼机理进行了定量研究。如Fradlin等最先讨论了分子结构与阻尼性 能之间的定量关系,并提出互穿聚合物网络具有协同效应,它可以使聚 合物之间相互交联,使之达到分子水平的混合,从而具有宽广的阻尼峰。 Thomas等指出聚合物中各个分子基团对阻尼的贡献不仅与其分子结构 有关,而且还与其在聚合物分子中所处的位置有关,进而提出了基团贡 献分子理论。
• 首先，可以用上述命令创建一个实体。将其命名为Plane. • Category:可以根据所研究对象的形状确定这四个选项。 • Type: ①Homogeneous:适用于组成材料分布且变形均匀的物体,包括平面应力。 多用于线性。②Generalized plane strain:多用于材料的不均匀形变，例如 角应变。多用于非线性材料。
阻尼材料在静水压力下的仿真 模拟
船海0706班 熊帆 指导老师：刘敬喜老师
关于阻尼材料
机械运转产生的震动和噪声不仅污染环境,而且影响 机械的加工精度和产品质量,加速机械结构的疲劳损坏,缩 短机械的使用寿命,利用增大机械系统的能量损耗来减轻 机械震动和降低噪声的阻尼研究一直是国内外关注的热点。 现在,已有许多新材料和新技术不断应用于阻尼减震,其中 高分子材料,尤其是橡胶阻尼减震材料以其优异的性能越 来越引起人们的重视。采用橡胶阻尼材料,可以最大限度 地降低机械噪声和减轻机械震动,提高工作效率,提高产品 质量。橡胶作为阻尼材料广泛应用于各种机动车辆、设备 仪器、自动化办公设施和家用电器中。目前已在拓宽橡胶 阻尼材料的使用温度、振动频率以及阻尼机理研究方面取 得了一些进展。本文简要介绍了橡胶的阻尼机理,并重点 讨论了目前几种常用的橡胶阻尼材料,如丙烯酸酯橡胶、 聚氨酯、丁基橡胶、聚乙酸乙烯酯以及丁腈橡胶等。
汽车减振器阻尼特性的仿真分析_任卫群(精)
第18卷增刊2 系统仿真学报© V ol. 18 Suppl.22006年8月 Journal of System Simulation Aug., 2006汽车减振器阻尼特性的仿真分析任卫群1, 赵峰1, 张杰1,2(1.华中科技大学CAD 中心, 湖北武汉 430074; 2.万向集团技术中心, 浙江杭州311215摘要:采用系统仿真方法及MATLAB 软件,建立汽车减振器的详细模型,并进行仿真研究。
模型能反映减振器的详细物理结构,如考虑油液特性影响、阀片刚度影响、摩擦力影响等。
模型经试验校验/阻尼特性计算精度达90%,模型精度能满足实际工程问题的需要。
经二次开发形成一套能进行参数化自动建模和仿真分析的软件系统,最终在汽车减振器设计过程中形成一套阻尼特性研究的系统完整的方法。
关键词:系统仿真;汽车减振器;阻尼特性中图分类号:TP 391.77 文献标志码:A 文章编号:1004-731X (2006 S2-0957-04Simulation on Damping Behavior of Vehicle Shock AbsorberREN Wei-qun 1, ZHAO Feng 1, ZHANG Jie 1,2(1. CAD Center, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China;2. Wanxiang Group Technical Center, Hangzhou 311215, ChinaAbstract: The system simulation method and the MATLAB software were used to build a detailed model of a vehicle shock absorber. The detailed structure includes in the model , such as the hydraulic properties, the valve stiffness and the friction force. The absorber model was validated using test data and the precision is above 90%, which can fulfill the engineering requirement . An automated modeling and simulation software package based on MATLAB was developed, which could support a systematic research of vehicle shock absorbers in its design.Key words: system simulation; vehicle shock absorbers; damping behavior引言目前汽车悬架中广泛采用双向筒式液压减振器提供悬架阻尼,其动力学特性对汽车操纵稳定性、平顺性等都有重大影响,因此减振器性能预测与设计方法改善已成为重要研究课题。
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇
新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进，建筑物的高度和体积不断增加，地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。
在地震中，当地基和建筑物发生相对运动时，会产生巨大的能量和毁灭性的震动波，给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。
因此，针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。
其中，金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用，在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。
不同于传统的铅芯阻尼器，新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性，可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。
本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨，以期为建筑物的减震设计提供参考。
一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一，通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。
下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。
（一）试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。
针对新型金属阻尼器，试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验材料的选择：试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能，同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。
2.试验样本的尺寸和形状：试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合，可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。
3.力学参数的测定：试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等，需要通过适当的装置和测试手段进行测定。
（二）试验装置试验装置需要满足试验方案的要求，并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。
针对新型金属阻尼器，试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验台架的设计：试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性，并且需要与样本的尺寸和形状相适应。
2.载荷装置的设计：载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器，确保加载过程的平稳和数据的准确性。
减震器的特性分析与仿真
摘要减振器特性仿真可以验证减振器参数设计是否合理，及时发现设计中存在的问题，减少试验次数和费用，加快减振器设计和开发，具有很重要的经济效益和社会效益。
然而，对减振器特性仿真的研究，目前，国内外大都是利用现成的仿真软件,模型所需要参数大都需要试验获得，难以建立准确可靠的仿真模型,特性仿真数值不可靠。
本文对减振器结构和原理、各阻尼构件和局部节流压力损失进行了分析，对节流阀片阀口开度进行了探讨。
利用弯曲变形解析计算式，根据节流压力与流量以及速度之间关系，建立了减振器两次开阀速度点。
在此基础上，根据开阀前、后的油路模型，对减振器开阀前、后的特性进行了深入地分析，建立了减振器特性分段数学模型。
利用Matlab软件，对减振器特性模型施加一定频率和幅值的谐波激励，对减振器内、外特性进行仿真，并且对减振器特性影响因素进行了分析。
通过特性试验值与特性仿真值比较可知：所建立的减振器特性仿真模型是正确，特性仿真值是可靠的，对减振器设计和特性仿真具有重要的参考应用价值。
关键词：车辆工程，筒式减振器，分段数学模型，特性仿真，影响因素IAbstractThe characteristic emulation of the shock absorber can validate whether the designed parameter is proper or not, find the problems on time on the way of the designing, so experimentation and the expenditure can be reduced, then the shock absorber’s design, exploiture and yield can be greatly prompted.Therefore it is very import to the benefit of economy and society that the research of the characteristic emulation .Now the research of the characteristic emulation are mainly base on the ready-made software in homeland and fremdness. Because founding the precise model is rather difficult that the numerical value which is get by the characteristic emulation is uncertainty.For the characteristic emulation existing problems, the thesis analyzed the structure and principle of the shock absorber, the damping component and the lossing of local pressure of throttle and the uncorking of the throttle ing curved distortional resolvable calculate formulate , we can get the two critical velocity of shock absorber.Hereon bases , by analyzing fore-and-aft oil routes’ model and the characteristic emulation of the shock absorber , veracious and effective parted –mathematics’model of the shock absorber is established . By using the Matlab software to impose some frequency and breadth value on the shock absorber , emulated inside and outside of characteristic of the shock absorber and analysed effectible factors of shock absorber.By comparing the characteristic examinational value and the characteristic emulational value ,we can know the mathem atics’model is precise , .and the characteristic emulational value is dependable , It is referential importance for the design of shock absorber and the characteristic emulation.Key words: Vehicle engineering , Cylinder shock absorber , Characteristic modeling , Emulation , Effect factorsII目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言................................................ - 1 -1.1课题的背景和目的....................................... - 1 -1.1.1 研究背景........................................ - 1 -1.1.2 研究目的........................................ - 1 -1.2 减振器研究现状........................................ - 2 -1.3 本论文研究内容........................................ - 2 -第二章油液介质及其流动特性................................... - 3 -2.1 油液特性.............................................. - 3 -2.2 油液流动.............................................. - 5 -2.2.1 油液流动公式.................................... - 5 -2.2.2 油液流动分析.................................... - 6 -2.2.3 局部损失叠加原理................................ - 7 -2.3本章小结............................................... - 8 -第三章汽车筒式减振器阻尼构件分析............................. - 9 -3.1 常通节流孔............................................ - 9 -3.2 叠加阀片等效厚度与阀口开度............................ - 9 -3.2.1 叠加阀片等效厚度................................ - 9 -3.2.2 阀口开度....................................... - 10 -3.3 节流缝隙............................................. - 11 -3.4 活塞缝隙............................................. - 11 -3.5 活塞孔............................................... - 11 -3.5.1 活塞孔沿程阻力损失............................. - 12 -3.5.2 活塞孔局部阻力损失............................. - 12 -3.5.3 活塞孔等效长度的确定........................... - 13 -3.6本章小结.............................................. - 14 -第四章筒式减振器的工作原理及特性分析........................ - 15 -4.1 筒式减振器的工作原理................................. - 15 -4.1.1 复原行程....................................... - 15 -IIIIV4.1.2 压缩行程 ....................................... - 16 -4.2 复原行程特性分析 ..................................... - 16 -4.2.1 复原行程开阀速度点 ............................. - 16 -4.2.2 复原初次开阀前特性分析 ......................... - 19 -4.2.3 复原初次开阀后特性分析 ......................... - 20 -4.2.4 复原二次开阀后特性分析 ......................... - 23 -4.3 压缩行程特性分析 ..................................... - 25 -4.3.1 压缩行程开阀速度点 ............................. - 25 -4.3.2 压缩阀初次开阀前特性分析 ....................... - 26 -4.3.3 压缩阀初次开阀后特性分析 ....................... - 27 -4.3.4 压缩阀二次开阀后特性分析 ....................... - 29 -4.4 本章小结 ............................................. - 31 -第五章 汽车筒式减振器特性仿真 ................................ - 32 -5.1 减振器特性仿真的数学模型 ............................. - 32 -5.2 运动特性仿真 ......................................... - 33 -5.3 减振器外特性仿真 ..................................... - 34 -5.3.1 速度特性仿真 ................................... - 35 -5.3.2 示功图仿真 ..................................... - 36 -5.3.3 特性验证 ....................................... - 36 -5.4 减振器内特性仿真 ..................................... - 37 -5.5节流阀开度仿真 ........................................ - 38 -5.6本章小结 .............................................. - 39 -第六章 减振器特性影响因素分析 ................................ - 40 -6.1 阀片厚度h 对减振器特性的影响 ......................... - 40 -6.2 常通节流孔的大小f A 、y A 对减振器特性的影响 ........... - 40 -6.3 阀片预变形量0r f 对减振器特性的影响 .................... - 41 -6.4 活塞杆直径g d 对减振器特性的影响 ...................... - 41 -6.5 温度对减振器特性的影响 ............................... - 42 -6.6 本章小结 ............................................. - 43 - 结 论 ....................................................... - 44 - 参考文献 ..................................................... - 45 - 致 谢 ........................................... 错误！未定义书签。
减振器阻尼特性仿真及结构参数影响分析
Ｐｚ ｎ 一
Ｌ ／ １，
Ｖｏ １ ． ３ ７ ＮＯ ． ６
Ｄｅ ｅ ．２ Ｏ１ ３
减 振 器 阻尼特 性 仿 真及 结 构 参数 影 响分 析
黄 安 贻
（ 武汉理工大学机电工程学院” 武汉
施 宇锋 ＂
武汉 ４ ３ ０ ２ ２ ３ ）
４ ３ ０ ０ ７ ０ ） （ 武 汉 理 工 大 学 华 夏学 院
第 ３ ７卷 第 ６期
２ ０ １ ３年 １ ２月
武汉 理工 大学 学报 （ 交 通科 学与 工程版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ８ 乙Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ）
第 ６ 期
黄安贻 ， 等： 减 振 器 阻 尼 特 性 仿 真 及 结 构 参 数 影 响 分 析
阻尼 缝 隙面积 ； Ａ， ， 和 Ａ 分别 为 复 原 阀在 复 原 行
隙补充 至 下腔 ， 流量 为 Ｑ 。 （ 与 Ｑ 。 大 小 相 同 但 流
程 和压缩 行程 中形 成 的节 流缝 隙面积 ； Ａ 为压 缩
摘要 ： 通 过 对一 种 双 缸 式 减 振 器 液 力 系 统 进 行 分 析 ， 应 用 液 压 流 体 力 学 理 论 建 立 了其 数 学模 型 ， 在 ＭＡＴ Ｌ ＡＢ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中 搭 建 了减 振 器 仿 真 模 型 并 进 行 仿 真 ， 其 仿 真 结 果 与 实 验 结 果 符合 较 好 ． 在 此 基 础 上 利 用 该 减 振 器 仿 真 系 统 分 析 了 减振 器 几 个 结 构 参 数 对 减 振 器 阻 尼 特 性 的影 响 ， 以指 导 减 振 器 的设 计 从 而 较 快 地 获 得 最 合 适 的 结 构 参 数 和 最优 的 阻尼 特 性 ． 关 键词 ： 减振器 ； 阻尼特性 ； 仿真 ； 结 构 参数 影 响
阻尼减振优秀课件
34
7.3 阻尼材料
阻尼材料也称为粘弹阻尼材料，或粘弹性高 阻尼材料。
要求：
➢有较高旳损耗因子；
➢有很好旳粘结性能； ➢在强力旳振动下不脱落不老化；
➢在某些特殊旳环境使用下还要求耐高温、 高湿和油污。
35
7.3 阻尼材料
阻尼材料
阻尼涂料 阻尼板材
36
（一）阻尼涂料
常用旳阻尼材料有沥青、软橡胶和阻尼浆。
8
阻尼技术 就是充分利用阻尼耗能旳一般
规律，从材料、工艺、设计等各项技术问题上发 挥阻尼在减振方面旳潜力，以提升机械构造旳抗 振性、降低机械产品旳振动、增强机械与机械系 统旳动态稳定性。
阻尼器：一种克制构造振动旳有效装置。
9
7.1.2 阻尼旳作用
1) 阻尼有利于降低机械构造旳共振振幅，从而防止构 造因动应力到达极限所造成旳破坏。
3
实例
在铆接飞机、轮船这种大旳构 造时，或在生产零部件旳过程中，会 产生高声级旳噪声。这是因为引起旳 碰撞及大尺寸零部件能有效地将振动 能转变为噪声。
处理方法
在铆接时对构造件临时使用阻 尼衬垫，以降低共振强度，并可减 弱振动从铆接点向壁板其他地方旳 传播。
4
实例
在砂轮机上磨圆锯刀刃时，因 为共振旳存在，且内阻尼很低，故 产生很大噪声。
2 × 10 -1 ~5
25
从物理现象上区别，阻尼能够分为下列五类： （1）工程材料内阻尼
工程材料种类繁多，尽管其耗能旳微观机制有差别， 宏观效应却基本相同，都体现为对振动系统具有阻尼 作用，因这种阻尼起源于介质内部，故称为工程材料 内阻尼。
26
材料阻尼旳机理：宏观上连续旳金属材料会在微观上因应 力或交变应力旳作用产生分子或晶界之间旳位错运动、塑 性滑移等，产生阻尼。在低应力情况下由金属旳微观运动 产生旳阻尼耗能，称为金属滞弹性，当金属材料在周期性 旳应力和应变作用下，加载线 OPA 因上述原因形成略有上 凸旳曲线而不再是直线，而卸载线 AB 将低于加载线 OPA 。 于是在一次周期旳应力循环中，构成了应力 - 应变旳封闭 回线 ABCDA ，阻尼耗能旳值正比于封闭回线旳面积。
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p 12=p 121+p 122(12在压缩阀处,贮油腔中的油液经所产生的缝
隙补充至下腔,流量为Q 32(与Q 23大小相同但流向相反.其产生的节流压差为
p 32=
(
2
/
2
πh y f 32
(13
式中:R 2, r 2为径向流动的内外径; h
y f
为压缩阀片在复原行程中的开启高度.
1. 2. 3贮油腔压力分析
p 32= 12l 2
b 2h 3y y 23
(7
式中:b 2为缝隙的宽度; l 2为通流长度; h
y y
为压缩阀片在压缩行程中的开启高度.
1. 2. 2复原行程数学模型
由图1,在复原阀处,油液一部分通过常通孔A 1流入下腔,流量为Q 121.产生的压差
p 121=
Q 121
2C q A 1
(8
另一部分可经阀片与活塞片之间的缝隙流入下腔,流量为Q 122.产生的压差
根据减振器物理数学模型,按照减振器在测试时的工况,可在MA T L A B /S i m u l i n k环境下建立图2所示的仿真模型.
图1中:p 1, p 2, p 3分别为I , I I , I I I腔压力,其中I I I腔中有部分空气,其体积为V 3; X (t
为活塞图1液力系统图
相对阻尼缸的位移,向上为正,中间位置X (t =
0; X ′ (t为活塞相对阻尼缸的速度,向上为正; A p为活塞截面积; A r为活塞杆截面积; Q 21, Q 23分别
3-
4],但对减振器结构参数的影响的研究较少.本文应用MA T L A B /s i m u l i n k对其进行
仿真,以分析减振器结构参数对阻尼特性的影响,指导减振器的设计.
1减振器物理数学模型
1. 1减振器液力系统模型
依据减振器的结构及对关键阀系的研究,可将双缸式减振器抽象为如图1所示的液力系统.
程和压缩行程中形成的节流缝隙面积; A
y f
为压缩阀在复原行程中形成的节流缝隙面积.
1. 2减振器数学模型
1. 2. 1压缩行程数学模型
由图1,在复原阀处,油液一部分经常通阻尼孔A 1流入上腔,流量为Q 211,产生的节流压差
p 211=
2
211
2(C q A 1
(3
另一部分油液经形成的缝隙流入上腔,流量为Q 212,产生的节流压差
d o i :10. 3963/j
. i s s n . 2095-3844. 2013. 06. 016收稿日期:2013博士,教授,主要研究领域为机械工程控制与测试、智能仪器仪表、机电一体化系统、复杂曲面精密测量与重构等
0引言
减振器是车辆悬架系统的重要组成部分,其阻尼特性直接影响着整车的平顺性与操纵稳定性.
为I I腔与I , I I I腔之间的流量;由各腔容积变化可得以下流量关系
Q 21=(A p -A r
X ′ (t (1 Q 23=A p
X ′ (t (2
式中:A 1为活塞上的常通阻尼孔面积; A 2为活塞
片上的常通阻尼孔面积; A 3为压缩阀座上的常通
阻尼缝隙面积; A f f和A
f y
分别为复原阀在复原行
V o l . 37N o . 6
D e c . 2013
减振器阻尼特性仿真及结构参数影响分析
黄安贻1, 2施宇锋
1
(武汉理工大学机电工程学院1武汉430070(武汉理工大学华夏学院2武汉430223摘要:通过对一种双缸式减振器液力系统进行分析,应用液压流体力学理论建立了其数学模型,在MA T L A B /S i m u l i n k中搭建了减振器仿真模型并进行仿真,其仿真结果与实验结果符合较好.在此基础上利用该减振器仿真系统分析了减振器几个结构参数对减振器阻尼特性的影响,以指导减振器的设计从而较快地获得最合适的结构参数和最优的阻尼特性.关键词:减振器;阻尼特性;仿真;结构参数影响中图法分类号:U 463. 33
p 212=
(
1
/
1
πh f y 212
(4
式中:R 1, r 1为径向流动的内外径; h
f y
为复原阀片在压缩行程中的开启高度.上下2腔总压差p 21=p 211+p 212(5又根据流量守恒有
Q 21=Q 211+Q 212(6在压缩阀处,不足部分由贮油腔经压缩阀上的常通节流缝隙A 3补充,流量为Q 23.产生的压差
设在装配位置时,贮油腔中气体体积为V 0,压强为大气压力p 0,贮油箱油压与气体压强相当,由理想气体状态空间方程有
p 3V 3=p 0V 0(14又由体积关系可知
V 3=V +[l +X (t ]A r (15式中:l为从中间位置至阻尼弹簧未起作用前的最大复原行程.
由此可计算出贮油腔中的油压
p 3=0
V 0
V +l +X t A r
(16由复原行程及压缩行程模型中计算的压差即可计算出上下2腔压强p 1, p 2.
1. 2. 4阻尼力的数学描述
设复原阻尼力方向为正向,由图1,对活塞进行受力分析,可求得阻尼力为
F =(A p -A r p 1-A p p 2(17 2减振器阻尼特性仿真及实验验证
2. 1M A T L A B减振器阻尼特性仿真
p 122= 12l 1
b 1h 3f f 122
(9
式中:b 1为缝隙的宽度; l 1为通流长度; h
f f
为复原阀片在复原行程中的最大挠度.由环形阀片弯曲变形[5]可得
h f f =G r 122
h 3
(10式中:G r为阀片的弯曲变形系数; h为阀片厚度.又根据流量守恒有
Q 12=Q 121+Q 122(11式中:Q 12与Q 21大小相同但流向相反.
为与开发的新车型相匹配,经常要根据减振器阻尼特性要求对其进行调整或重新设计.传统的减振器设计方法是以阻尼特性为参考指标,在大量的减振器试验过程中,不断试凑得到减振器结
构参数[1-
2].
这种设计方法不仅开发周期长,效率低,
而且成本高.随着计算机技术的发展,应用仿真技术可以预测减振器的阻尼特性,
这方面的研究虽有不少[
第37卷第6期2013年12月
武汉理工大学学报(交通科学与工程版
J o u r n a lo fW u h a nU n i v e r s i t y
o fT e c h n o l o g y (T r a n s p o r t a t i o nS c i e n c e&E n g i n e e r i n g