橡胶减振器参数化有限元法优化设计

为获得与理想减振特性相吻合的橡胶减振器，建立了1／8立体参数化有限元模型。通过试验确定有限元仿真的材料模型参数并对分析结果进行试验验证。基于灵敏度分析选择橡胶减振器的外倾角α、半径r2、高度h2作为优化变量，以理想载荷．变形特性曲线为优化目标，运用多约束非线性二次规划算法优化得到相应的尺寸值并对橡胶减振器的强度进行了校核。借助于理想载荷．变形特性曲线并结合有限元法优化得到橡胶减振器的最优外形尺寸，为橡胶元件性能最优化设计提供了新的思路和方法。     

一种风力发电机组轴瓦式齿轮箱减振器的研制

介绍了三点支撑式风力发电机组用轴瓦式齿轮箱减振器的载荷计算、结构设计及刚度计算方法。根据产品的载荷工况及技术输入,确定了产品的整体方案,使用ABAQUS 6.10软件对产品进行了有限元分析,确定了产品的具体结构,计算结果表明产品的刚度和强度均满足技术要求。通过产品试验进一步验证了产品在给定载荷下是安全可靠的。     

基于线路实测载荷的转向架构架台架试验方法研究

以高速列车转向架构架为研究对象，线路试验获取了转向架轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷时程曲线，分析列车进出站、不同速度等级、载荷作用频率对弹簧载荷和一系减振器载荷的影响规律及载荷差异性。采用准静态加载台架试验得到弹簧载荷、一系减振器载荷与构架端部疲劳关键区域应力之间的传递关系，结合线路实测载荷计算得到应力响应曲线，进而获取构架在弹簧载荷、一系减振器载荷及两种载荷耦合作用下的疲劳损伤值。据疲劳损伤一致性理论计算车辆设计寿命里程下构架的弹簧等效载荷和一系减振器等效载荷，并建立基于等效载荷的疲劳损伤计算公式，确定弹簧等效载荷和一系减振器等效载荷的幅值大小及相位关系，最后形成了基于线路实测载荷的构架台架试验方法。研究表明，列车进出站时轴箱弹簧载荷出现较大的载荷波动，最大波动范围为17.48 kN，一系减振器载荷对低频位移响应不敏感；在相同线路条件下，随着列车运营速度的增大，轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷均呈现增大趋势，其载荷作用频率主要分布在0～60 Hz范围内；同时在该频带内，随着载荷作用频率的增大，两种载荷间相位差不断减小，该变化规律与减振器动态特性有关。计算得到构架端部在弹簧载荷、一系减振器载...     

多轴载荷作用下减振器耐久性试验载荷谱编制

传统的减振器耐久性试验只考虑减振器的垂向载荷,对于水平力的加载没有统一的标准,导致试验结果不准确,针对该问题,结合实测用户道路载荷,提出了一种考虑多轴载荷作用的载荷谱编制方法。为了分析某型轿车出现减振器失效漏油的原因,采用低频信号叠加高频信号的方式构建载荷谱,运用半功率带宽法和最大线速度原理确定低频及高频信号,并进行了垂向力及水平力同时加载的减振器台架耐久性试验。试验结果表明,在水平力作用下减振器寿命受到较大影响,且失效里程与调查结果基本吻合,由此说明所编制的耐久性试验载荷谱能够较为准确地复现减振器的实际工作情况,可为减振器的设计和改进提供技术支持。     

高速动车组减振器载荷特征研究

减振器的主要功能是提供阻尼力以衰减和抑制车辆系统振动,对高速动车组动力性能有十分重要的影响。既有研究主要将减振器处理为阻尼力以研究车辆系统动力性能,极少从动力学和结构可靠性角度关注减振器自身承受的载荷。制作某型高速动车组转向架抗蛇行减振器、轴箱减振器、二系横向和垂向减振器测力元件,在大同-西安高速线路上测试并获得该型动车组运行过程中四种减振器载荷引起的应变信号。对测试数据进行处理和分析,获得高速动车组运行工况下四种减振器载荷的时间历程,分析减振器载荷的时域和频域特征。采用雨流计数法统计减振器载荷峰谷值和频次,获得不同速度等级下载荷分布。结果表明,高速动车组抗蛇行减振器载荷最大、二系横向减振器载荷最小。轴箱减振器相对速度最大、二系横向减振器相对速度最小。减振器载荷总体上呈正态分布,而且一般有列车运行速度越高减振器载荷越大。列车正线行驶时曲线半径对轴箱减振器、二系垂向减振器以及二系横向减振器载荷影响不明显,列车速度和线路小半径曲线对抗蛇行减振器载荷影响明显。     

高速列车转向架构架载荷特征及疲劳损伤评估

利用载荷标定方法制作轴箱弹簧力传感器和一系减振器力传感器,线路测试得到动车转向架构架的垂向载荷时间历程。结合车载GPS信号和陀螺仪信号,分析列车起动加速、高低速直线运行、线路曲线通过、电机扭矩波动、制动停车等典型工况下构架载荷的变化特征。采用有限元仿真分析的方法确定构架端部的疲劳危险区域及载荷与应力的传递关系,进而编制构架在轴箱弹簧载荷、一系减振器载荷和耦合载荷作用时的应力幅值谱,最后依据疲劳损伤线性累计准则计算得到构架的疲劳损伤分布。研究结果表明,与构架非动力侧相比,构架动力侧轴箱弹簧载荷受电机输出扭矩的影响较大,尤其在列车起动、制动、电机扭矩波动等工况载荷变化明显。在轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷单独作用时,构架端部的应力较大位置分布基本一致,最大载荷-应力传递系数为6.56 MPa/kN。在耦合载荷作用下,构架端部各测点处的疲劳损伤值均高于轴箱弹簧载荷、一系减振器载荷的单独作用。列车由速度200km/h增大至350km/h时,构架一位侧疲劳危险点的累计损伤值由0.078增大至0.435,增大了约4.6倍。在同一速度级下,一系减振器载荷产生的疲劳损伤影响参数大于轴箱弹簧载荷。研究结果可为焊接构架的优化设计及仿真分析提供一定理论参考。     

随机载荷作用下的风力发电机高强度螺栓疲劳特性分析

本文主要就随机载荷作用下的风力发电机高强度螺栓疲劳特性进行了简要的分析,以其相关的力学特征、计算方法、影响因素等为切入口,探讨随机载荷作用下的风力发电机高强度螺栓疲劳特性的内在规律,为提高风力发电机高强度螺栓的使用性能与安全性能提供可靠的理论基础,继而促进我国风力发电机相关技术的进步。     

多路控制的馈能减振器的设计及实验

针对传统液压式减振器浪费车辆振动能和阻尼不可调的两个缺点,提出1种多路控制的馈能减振器。该馈能减振器包含6个发电机,通过单独控制6个发电机的电路通断及调节电路的负载,控制减振器的阻尼参数,同时收集车辆行驶的振动能。Simulink仿真结果表明,该减振器能够提供不同级别的阻尼力。使用MTS实验平台对减振器样机进行实验,实验结果表明,多路控制的馈能减振器的减振性能符合Simulink仿真结果,同时能够有效地收集振动能。     

带缓冲簧的汽车减振器外特性及其敏感度分析

基于带缓冲簧的汽车减振器的结构和工作原理,应用流体力学和弹性力学的理论,推导出了受均布载荷作用的环形薄板阀片的挠曲变形解析式,建立了该减振器在复原和压缩工况下阻尼特性的数学模型。在MATLAB环境下对模型进行了模拟仿真,并与实测的减振器的外特性进行了比较分析,仿真与实测结果的一致证明了数学模型正确可靠。同时用该模型分析了减振器活塞杆直径、内部气压、油液温度及摩擦力等因素对其外特性的影响规律及敏感程度,得出的结论可以为减振器的设计和性能预测提供参考。     

基于道路载荷与负载电流模拟的主动减振器耐久试验方法

为了对主动减振器进行零部总成件级耐久试验,除了采集了整车在试车场道路行驶过程中主动减振器的结构载荷,同步采集其工作电流信号,并自主建立了主动减振器总成室内耐久试验系统。利用伺服液压作动器模拟主动减振器在试车场的道路载荷,同时利用工控机及可编程电源同步地模拟主动减振器电磁阀的工作电流。通过对零部件总成室内试验与整车道路试验对主动减振器的结构应变进行对比分析,验证了基于道路载荷与电流模拟的主动减振器耐久试验方法的有效性。     

载重车动力总成悬置系统隔振性能的仿真分析

利用动力学分析软件ADAMS,建立动力总成悬置系统的六自由度动力学模型。在发动机稳态工况下,以悬置支承处 响应力最小为目标函数,对动力总成悬置系统参数进行敏感度分析,选取敏感度高的几个性能参数作为设计变量,对动力总 成悬置系统进行参数优化,优化结果显示系统的隔振性能得到明显的提高。     

Vibration and noise control of structural systems using squeeze mode ER mounts

This paper presents vibration and noise control of flexible structures using squeeze mode electro-rheological mounts. After verifying that the damping force of the ER mount can be controlled by the intensity of the electric fild, two different types of ER squeeze mounts have been devised. Firstly, a small size ER mount to support 3 kg is manufactured and applied to the frame structure to control the vibration. An optimal controller which consists of the velocity and the transmitted force feedback signals is designed and implemented to attenuate both the vibration and the transmitted forces. Secondly, a large size of ER mount to support 200 kg is devised and applied to the shell structure to reduce the radiated noise. Dynamic modeling and controller design are undertaken in order to evaluate noise control performance as well as isolation performance of the transmitted force. The radiated noise from the cylindrical shell is calculated by SYSNOISE using forces which are transmitted to the cylindrical shell through two-stage mounting system.     

发动机半主动控制液力悬置动特性仿真研究

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.笔者基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立力学模型和数学模型,进行动特性仿真,从流体力学的角度分析液力悬置的结构参数和液力参数对其动态特性的影响.进行液力悬置的台架试验,确定较可行的惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律,从而在较宽的频带内,达到良好的隔振效果.     

发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

空气弹簧液压悬置动特性及隔振特性研究

研究了具有可变刚度阻尼的发动机空气弹簧液压悬置的动特性和隔振特性。针对影响发动机空气弹簧液压悬置动特性的关键参数上液室等效体积刚度,采用理论和试验方法研究了上液室等效体积刚度的等效值,基于该等效值建立了空气弹簧液压悬置的理论模型,对空气腔开闭两种工况进行了空气弹簧液压悬置动特性的仿真和试验研究。搭建了发动机空气弹簧液压悬置系统试验台架,研究了台架各种激励频率下的空气弹簧液压悬置的隔振特性。结果表明:本研究采用的上液室等效体积刚度进行空气弹簧进行建模是正确、可行的,提高了空气弹簧建模效率和准确性;空气弹簧液压悬置在空气腔开启和关闭两种状态下,峰值动刚度增大幅值达78.5%,峰值阻尼角增大幅值达250%。台架试验表明:当台架激励频率小于25Hz时,悬置采用大刚度大阻尼;当台架激励频率大于等于25 Hz时,悬置采用小刚度小阻尼;悬置隔振率提升明显,不同频率下提升幅值达10%～67%。     

大型双馈风力发电机振动特性分析与故障诊断

本文分析了大型双馈式风力发电机组中双馈感应发电机(DFIG)轴承的振动特性,对发电机轴承进行了载荷分析,并计算出发电机轴承几种典型的故障特征频率.利用先进的振动传感器对轴承进行了振动测试,根据采集到的振动频谱准确的定位了故障点,为早期发现、处理发电机振动故障提供了理论依据和诊断方法.     

复合式振动发电装置电磁发电性能仿真分析

针对微机电系统和无线传感器网络的迅速发展及其对清洁环保新型能源的需求,提出一种复合式振动发电装置,可实现电磁振动发电和压电振动发电。基于Ansoft有限元仿真软件,对复合式振动发电装置的电磁发电性能进行有限元仿真和结构优化。仿真结果显示,通过优化定子槽数和充磁方向,可以获得性能较优的电磁发电性能。     

Optimization Design and Performance Analysis of Vehicle Powertrain Mounting System

The design strategies for powertrain mounting systems play an important role in the reduction of vehicular vibration and noise. As stiffness and damping elements connecting the transmission system and vehicle body, the rubber mount exhibits better vibration isolation performance than the rigid connection. This paper presents a complete design process of the mounting system, including the vibration decoupling, vibration simulation analysis, topology optimization, and experimental verification. Based on the 6?degrees?of?freedom vibration coupling model of the powertrain mounting system, an optimization algorithm is used to extract the best design parameters of each mount, thus rendering the mounting system fully decoupled and the natural frequency well configured, and the optimal parameters are used to design the mounting system. Subsequently, vibration simulation analysis is applied to the mounting system, considering both transmission and road excitations. According to the results of finite element analysis, the topological structure of the metal frame of the front mount is optimized to improve the strength and dynamic characteristics of the mounting system. Finally, the vibration bench test is used to verify the availability of the optimization design with the analysis of acceleration response and vibration transmissibility of the mounting system. The results show that the vibration isolation performance of the mounting system can be improved effectively using the vibration optimal decoupling method, and the structural modification of the metal frame can well promote the dynamic characteristics of the mounting system.     

键合图理论在发动机电流变液力悬置中的应用

针对发动机宽频振动的特性,设计开发了一种电流变液力悬置。对键合图理论和电流变液力悬置结构进行了介绍,结合悬置的力学模型,建立了电流变液力悬置的键合图模型,并对模型分析得到状态方程。利用Adams 软件进行仿真分析,比较得出电流变液力悬置比普通液力悬置的隔振性能的优越之处。     

车辆发动机悬架系统现状与进展

理想的发动机悬架系统应隔离发动机工作转速范围内由发动机干扰力所引起的发动机振动，并阻止由冲击而激起的发动机弹跳，这意味着发动机悬架的动态刚度和阻尼是与频率和振幅有关的，改善依赖于频率和振幅特性的动态刚度与阻尼是发动机悬架系统发展的关键所在。传统的弹性悬架不能满足所有的要求，它仅能在静偏转和隔振之间进行折衷，特别在低频域，被动的液压悬架能比弹性悬架提供更好的特性，通常半主动技术，由于其可调性而被用来进一步改善液压悬架的特性，为了隔振、低频时主动发动机悬架系统非常硬，而在高频域内被调整的非常软，主动的发动机悬架已被认为是发动机悬架的新一代，发动机悬架系统的优化是相当可取的，但发动机悬架的优化工作出现一些局限性，文中综述国内，外发动机悬架技术的现状与进展。