空气弹簧强度分析

应用复合材料理论，对空气弹簧的单层帘线橡胶的应力一应变关系及力学参数进行了计算．运用有限元方法对空气弹簧进行了应变分析，用所得到的数值结果，结合多层帘线橡胶的力学特性以及单层帘线橡胶的强度理论，对空气弹簧进行强度分析．计算结果表明，囊体的栽荷主要由帘线承受．     

膜式空气弹簧非线性垂向刚度研究

基于Firestone 公司生产的1T15M-2膜式空气弹簧,运用膜式空气弹簧的理论刚度计算公式对空气弹簧的垂向刚度进行了分析。通过在ANSYS中建立该空气弹簧的精确模型,运用非线性有限元并逐次迭代的方法进行了计算,得到了空气弹簧在三种不同气压下的垂向刚度。仿真及理论计算的垂向刚度与试验数据基本一致。理论分析表明由有效面积变化产生的垂向刚度最大达到了总垂向刚度的一半以上,计算时不能忽略不计。该方法对于任意截面活塞的空气弹簧垂向刚度的计算有一定参考价值     

膜式空气弹簧帘子线铺设角-承载力映射模型研究

帘子线铺设角是空气弹簧橡胶气囊成型过程中的关键工艺参数,也是影响空气弹簧有效面积与承载特性的重要因素。采用层合板理论及气囊微元受力分析,引入橡胶气囊帘子线铺设角,构建了帘子线铺设角-有效面积、帘子线铺设角-承载力映射模型;基于MTS852.05软件搭建了空气弹簧膨胀外径、承载力测试装置,4×10⁵～7×10⁵ Pa气压内与46°～56°帘子线铺设角下的有效面积、承载力计算与试验结果最大相对误差分别为4.43%和9.18%,验证了帘子线铺设角-有效面积、帘子线铺设角-承载力映射模型的正确性与有效性,并阐明了帘子线铺设角对承载力的影响规律。研究结果为膜式空气弹簧制定气囊成型工艺与优化承载特性提供理论指导,也为查明多层复合回转结构类薄壁件帘子线层铺设角-力学特性之间的映射关系奠定理论基础。     

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。     

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。     

一种实用的精密测量设备空气弹簧监控系统

介绍了典型空气弹簧系统的组成和原理.以此为基础,根据几何量精密测量的需要,研制了一种电子与机械相结合、安全可靠的空气弹簧自动监控系统.系统的关键部分包括气动升高安全控制机构和平台调平机构,基于计算机平台传感系统,信号分析处理和监测系统.该监控系统可直接用于大型高精度几何量测量设备(如激光干涉比长仪),实现仪器振动的隔离、自动调平、高度控制等功能.     

空气弹簧隔振器主动控制的鲁棒控制方法研究

在实际工程中，任何系统都无法避免各种不确定性因素，鲁棒控制能够较好地解决这类具有各种不确定性系统的控制问题。主要针对空气弹簧主动隔振系统存在的模型不确定问题，采用H∞控制方法设计隔振系统的控制器。仿真结果证明，系统存在一定程度的不确定性时，和常规PID控制器相比，H∞鲁棒控制器能够使闭环系统仍保持稳定，并且仍能改善被动隔振特性。     

一种新的橡胶-帘线复合材料的模型及其参数识别方案

为了给工程应用提供简便而有效的数值计算方法,提出了橡胶-帘线复合材料的一种非线性数值模型。首先推导了这种模型的有限元格式,以便在ABAQUS软件基础上实现这种模型;然后在单胞有限元分析的基础上,将此类超弹性基体、长纤维增强复合材料等效为一种横观各向同性超弹性材料。给出的数值算例将此方法的计算结果与纤维、基体分别细分单元的有限元分析结果进行了比较,验证了该方法的有效性与实用性。     

一种基于帘线/橡胶复合材料细观力学的精确建模方法

为研究适应性底座的受压膨胀力学特性,提出了一种基于纤维帘线/橡胶复合材料细观力学的精确建模方法.该方法建立在帘线与橡胶材料参数的准确取值这一基础上,其中橡胶材料采用Mooney-Rivilin本构模型进行描述,通过拉伸试验验证了本构模型的准确性,基于束帘线拉伸试验规律对帘线拉伸模量进行了修正.通过上述方法,对适应性橡胶底座受压膨胀过程进行了数值模拟与试验研究.结果表明:这一精确建模方法能够较好地模拟底座的受压膨胀特性,能够获取底座中帘线与橡胶材料的应力、应变的分布以及二者的变化规律.研究工作为适应性底座的进一步研究和实际应用提供了技术支撑.     

纵向拉伸对尼龙帘线-橡胶复合材料横向拉伸力学性能影响的实验研究

采用十字形试件,在双轴拉伸条件下研究了尼龙帘线-橡胶复合材料单层板纵向定载荷对横向力学性能的影响和横向定载荷对纵向力学性能的影响。实验结果表明:纵向拉伸载荷对尼龙帘线-橡胶复合材料的横向拉伸力学性能有很大的影响。随着纵向拉伸载荷的增加,横向应力应变关系发生了很大的变化;横向拉伸强度先上升然后又下降;而其断裂变形和变形能却逐渐减小。横向拉伸载荷对尼龙帘线-橡胶复合材料的纵向拉伸力学性能影响却很小。这可能与材料纵向和横线拉伸性能差异太大有关。     

空气弹簧在75kg空气锤隔振中的应用

本文介绍了南昌大学所开发的S-200-2型双曲囊式空气弹簧,以及以该空气弹簧为隔振元件的75kg空气锤惯性快式隔振系统的结构特点和设计计算。该隔振系统可隔离低频振动,使基础的振幅及振动加速度均降低99%以上。     

电动汽车共模电流抑制方法的研究

针对电动汽车中沿电缆和底盘传导的共模电流是电动汽车产生电磁干扰的重要原因,分析了共模电流传导回路的阻抗特性,分析结果表明,在研究频率范围内(1～30MHz),共模回路存在串联谐振和并联谐振,分别导致共模电流出现极大值和极小值.为了抑制共模电流,基于互感原理开发了一种有源共模电感,与传统电感相比,有源电感具有较大的电感量和较好的高频特性,有源电感在电缆的适当位置可以产生最佳的共模电流抑制效果.     

基于FLANN的动态称重法

根据“逆模型”的思想 ,利用神经元网络良好的逼近能力 ,基于函数联接型神经网络 ( FLANN)的传感器动态补偿方法和最小二乘法 ,提出了一种车辆动态称重解决新方法     

一种用于滚动轴承故障诊断的脉冲增强提取方法

针对齿轮箱滚动轴承发生故障时,其故障脉冲被强烈干扰信号湮没而导致故障特征难以提取的难题,提出了基于脉冲增强提取的滚动轴承故障诊断方法。基于表征故障脉冲周期性的包络谱,构建了能指示振动信号中故障脉冲强度的脉冲提取算子（PEO）;考虑到微弱故障信号特征增强的需求,结合最小熵解卷积（MED）构造了脉冲增强提取算子指标（PEEO）,用于评价MED不同滤波长度对故障脉冲增强的效果;构建基于MED滤波长度、脉冲频率以及PEEO的三维滤波模型,利用三维滤波谱PEEO峰值定位MED最优滤波长度并指示脉冲增强信号特征频率,获取最优脉冲增强信号的同时实现齿轮箱滚动轴承故障特征的提取。仿真分析和实验验证结果表明,该方法可以有效增强轴承故障脉冲,并在最优脉冲增强信号PEEO幅值谱中呈现显著的轴承故障特征,实现了齿轮箱滚动轴承微弱故障的诊断,且与典型方法相比具有明显优势。     

Determining influential factors for an air spring fatigue life

This paper presents an analysis of factors essential to air spring and undercarriage design to determine their influence on air spring fatigue life. Two sets of factors were chosen for the investigation: those relating to the design of the air spring itself (cord angle, diameter difference) and those relating to the design of the undercarriage (lever length, eccentricity, lever eccentricity, inclination). A full factorial experiment, whereby interactions between all the factors are investigated, would demand 729 experiments. Using Taguchi methods, the number of experiments required is dramatically reduced, using only 27 experiments to determine the influence of 6 factors and 3 interactions. Taguchi analysis shows here that factors inherent to air spring design have a much greater influence on fatigue life than those factors inherent to undercarriage design. Interaction between these factors has also revealed that there is no optimal cord angle for all air springs.     

基于EMD的滚动轴承故障灰色诊断方法

经验模态分解（EMD）方法可使滚动轴承振动信号根据自身尺度自适应地分解为若干个内禀模态分量（IMF）,滚动轴承发生故障会导致振动能量在各IMF分量上的分布发生变化,结合灰色关联模型建立IMF能量分布与轴承状态之间的对应关系,可实现轴承的状态识别。为改善传统灰关联分析在模式识别方面的缺陷,基于斜率相似的原理构造了能反映曲线形状信息的相似关联度模型,结合传统的接近关联度模型建立了能同时反映曲线位置与形状特性的灰色综合关联度诊断模型。算例结果表明,该方法能准确有效地实现滚动轴承的故障诊断。     

Potential for cost effective magnetocaloric air conditioning systems

Magnetic refrigeration is an emerging technology that exploits the magnetocaloric effect found in solid-state refrigerants. The combination of solid-state refrigerants, water-based heat transfer fluids, and high efficiency will lead to environmentally desirable products with minimal contributions to global warming. Among the numerous applications of refrigeration technology, air conditioning applications provide the largest aggregate cooling power and use the greatest quantity of electric energy. The primacy of the air conditioning application makes the establishment of cost targets for this application an essential feature of the R&D plan for magnetic refrigeration technology. A preliminary assessment of the permanent magnet costs and magnetocaloric material costs indicates that, for suitably chosen materials and operating conditions, these costs lay well below the total manufactured costs for vapor compression based air conditioners.     

Weibull statistics effective area and volume in the ball-on-ring testing method

The ball-on-ring method is together with other biaxial bending methods often used for measuring the strength of plates of brittle materials, because machining defects are remote from the high stresses causing the failure of the specimens. In order to scale the measured Weibull strength to geometries relevant for the application of the material, the effective area or volume for the test specimen must be evaluated. In this work analytical expressions for the effective area and volume of the ball-on-ring test specimen is derived. In the derivation the multiaxial stress field has been accounted for by use of the Weibull theory, and the multinomial theorem has been used to handle the integration of multiple terms raised to the power of the Weibull modulus. The analytical solution is verified with a high number of finite element models for various geometric parameters. The finite element model was also used to study the difference from other multiaxial failure theories, i.e. the Batdorf theories.