叶片式减振器动密封性能影响因素与温升机理研究

该文结合叶片式液压减振器动密封的受力、变形,受热等因素,利用有理论、仿真分析的手段研究减振器唇形密封圈的密封性能的影响因素及其由于油液温升引起的密封圈温升机理特性,为提高叶片式液压减振器密封性能,延长其寿命,及动密封设计、优化与性能研究提供理论与工程应用的依据。根据叶片式液压减振器的实际工作压力、油液温度以及环境温度等,对唇形密封唇口烧损极限温度进行了研究,并取得了实验的验证,结果准确可信,并通过实际应用的可靠性考核,证明了研究方法的正确性。     

基于AMESim的汽车液压减振器失效仿真

针对油液泄漏导致的减振器失效问题,以某国产液压减振器为研究对象,通过分析其结构以及工作原理,建立减振器阻尼力的数学表达式以及AMESim一维仿真模型,仿真得到其不同速度下的示功图以及阻尼特性曲线,并与试验结果进行对比,仿真结果与试验结果能够较好的吻合,表明用AMESim所建立的一维仿真模型真实可靠。基于该仿真模型仿真活塞缝隙、底阀、活塞杆与密封圈缝隙的油液泄漏而导致的减振器失效问题,对比不同状态下的阻尼特性曲线,发现仿真模型可以较好的进行减振器失效的仿真分析,表明仿真模型能够指导实际工程设计以及相关的性能预测。     

液压减振器散热性能研究

液压减振器是通过消耗机械能实现减振目的的装置,但目前其散热效果并不理想,温度升高导致了减振器整体性能下降。利用路面不平度激励模型、悬架系统振动模型、热量传递模型,通过能量守恒定律建立了液压减振器的热力学平衡数学模型。综合考虑油液泄漏特性、密封特性以及液压减振器阻尼性能界定其许用油温。对液压减振器散热参数进行了分析研究,且试验结果表明分析模型与设计方法正确,为减振器的设计提供参考。     

汽车液压减振器生热机理的仿真研究

为准确获知汽车液压减振器内部的温度分布情况,进而为可靠性设计奠定基础,对汽车液压减振器的生热机理进行了研究。基于某汽车减振器结构对称的特点,建立了具有较高精度的1/4封闭流场网格模型。应用计算流体动力学数值方法与CFX仿真软件进行谐波激励下的模拟,仿真出工作缸管内强迫对流换热,进而得到减振器油液的热量产生过程和温度场分布情况。通过研究明确了汽车液压减振器的生热机理。     

油温对抗蛇行减振器特性和动力学性能的影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和整车动力学性能的影响,对我国某高速动车组抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。仿真结果表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低,油液温度对车辆平稳性、安全性影响并不明显。     

抗蛇行减振器温变特性及对车辆安全性影响

基于台架试验分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响(即温变特性),并模拟分析了抗蛇行减振器在实际工作服役过程中动态特性变化情况(即时域特性),借助于SIMPACK软件对抗蛇行减振器油液温度对车辆安全性影响进行了仿真分析。研究结果表明:随着油液温度升高,减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼均减小,油液温度对相位角影响不明显;低温(小于0℃)对减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼影响大于高温(大于0℃)对其影响。不论是低温还是常温,抗蛇行减振器在模拟时间5 h内,其动态特性变化不是很大。仿真结果表明抗蛇行减振器内部油液温度变化不会影响行车安全。     

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。     

抗蛇行减振器的模型研究

分析了广泛应用于动车组车辆上的抗蛇行减振器的工作原理,将抗蛇行减振器的力学特征抽象为弹簧、阻尼单元,在Maxwell等效参数模型的基础上,考虑抗蛇行减振器油液阻尼的分段特性,同时考虑橡胶节点刚度和油液刚度,建立液压减振器的分段线性模型。在此基础上,求解抗蛇行减振器的动态阻尼与动态刚度。同时,针对应用在动车组上的某抗蛇行减振器进行动态特性试验,得到减振器的动态阻尼和动态刚度曲线。最后,将分段线性模型的计算结果与两种线性阻尼的Maxwell模型计算结果、试验结果进行对比,验证了模型的准确性。     

可控叶片式减振器的阻尼特性分析

通过对可控叶片减振器的结构进行分析,建立可控叶片减振器的流体力学模型,模拟减振器内部流体结构,用理论分析和实验拟合相结合的方法来研究可控叶片减振器的阻尼特性.阐明了减振器阻尼特性受到工作液的温度,比例流量阀节流口开度以及连接臂端的激励速度的影响和比例流量阀对减振器"温衰"效应的补偿作用.最后验证了不同温度下减振器的实验数据和仿真计算结果的一致性,表明模型准确可靠.     

机车车辆液压减振器低速特性仿真

从铁道车辆一系垂向液压减振器的基本结构出发,对其内部流场与阻尼特性进行了低速特性仿真研究,利用ANSYS CFX中的流体动网格技术,分析了减振器在不同振动速度下的调节单元动态流场分布,获得了减振器示功图及阻尼特性曲线。诵讨与理论曲线的比较可以看出,仿真结果与理论结果相一致,为减振器结构及参数的优化提供了参考依据。     

新型双腔油气式磁流变减震器阻尼特性分析与仿真

针对双腔油气式减震器无法根据外部环境激励的改变而调节自身阻尼特性变化的问题,基于磁流变原理,设计了一种适用于飞机起落架系统的双腔油气式磁流变减震器。为提升该减震器的减震性能,增加可控阻尼力初始值及其变化范围;在现行双腔油气式减震器的基础上优化了内部结构参数;采用孔缝结合的方式对双腔油气式磁流变减震器阻尼通道进行了重新设计;依据阻尼通道形式完善了磁路设计与优化;利用有限元方法分析了内部磁场特性;并对比分析了不同阻尼通道形式下的最大输出阻尼力与可控阻尼范围。结果表明：优化后的节流通道处磁感应强度分布更为均匀,孔缝结合的阻尼通道形式实现了较大初始阻尼力的输出,增加了可变阻尼力调节范围。     

A study on the efficiency improvement of a passive oil damper using an MR accumulator

This study describes the development, modeling, and testing of a hybrid damper for semi-active suspension. The goal of this study is to improve the performance of conventional passive oil dampers using a magneto-rheological (MR) accumulator that consists of a gas accumulator and an MR device. The level of damping is continuously variable by means of control of the applied current in an MR device that is fitted to a floating piston that separates the gas and oil chamber. A small MR device is used to resist the movement of the floating piston. At first, a mathematical model that describes all flows within the damper is formulated and developed in Matlab/Simulink. The MR device is also devised. A mathematical model is adopted to characterize the performance of the device. The formulas derived for the different components of the damper force are combined into a full damper model. Then, the applicability of the MR device to a conventional passive oil damper is tested in a manufactured test environment and evaluated in terms of the damping force vs. the piston velocity. From the results, it is possible to ascertain the MF device’s capability to work as a damper that can supply a variable damping force. Moreover, this research affords a lot of new information about the applicability of MR devices and improvement of the damping force.     

反旋流对密封静力与动力特性影响的理论与试验研究

设计加工无/有反旋流共4种密封结构,从理论与实验两个方面研究反旋流对密封静力与动力特性的影响规律。建立反旋流密封静力特性CFD模型,理论分析反旋流对密封间隙流体切向速度、周向压力分布以及泄漏特性的影响;设计搭建反旋流密封动力特性试验台,试验测试无/有反旋流密封的泄漏特性,应用不平衡同频激励法试验研究反旋流对密封动力特性的影响。研究结果表明:反旋流可减小密封间隙流体的切向速度,进而降低密封间隙流体的周向压力差,且密封间隙流体周向压差随切向速度的减小而降低,这是反旋流抑制密封气流激振力的主要原因;密封的泄漏量随进出口压比的增加而增大,两者近似呈线性关系;与无反旋流密封相比,反旋流密封增加了密封的泄漏量,且随着进出口压比的增加,两者泄漏量差异增大;密封的动力特性系数的随密封进出口压比与转速的增加而增大。在相同工况下,主刚度大于交叉刚度约一个数量级,主阻尼与交叉阻尼数量级相同,且主阻尼大于交叉阻尼;反旋流可有效降低密封的等效刚度,增加密封的等效阻尼,提高密封的稳定性。     

叶片式磁流变阻尼器设计与研究

文中认为装配磁流变液阻尼器(Magnetorheological Fluid Damper,MRFD)将成为悬挂系统阻尼元件发展的方向.论述了改进叶片式阻尼器为MRFD的必要性和可能性;通过数学模型分析了影响阻尼器阻尼可调倍数的因素,并进行了总体设计;利用工程软件ANSOFT对所设计磁路的合理性进行了有限元分析.结论表明,具有自动防故障(Fail-safe)功能的叶片式MRFD阻尼系数可调范围能满足在不同路面工况下车辆对减振的要求.     

基于CFD的不同沟槽摩擦片转矩特性模拟分析

为了研究在高速工况下液黏调速离合器的摩擦副表面油槽结构对油膜流场传动特性的影响,设计了一种新型的C形槽摩擦片。利用SST k-ω湍流模型,通过流体动力学仿真软件Fluent对C形槽和径向槽摩擦副所构成的油膜流场进行数值模拟,并获得其流场传动特性。研究表明,摩擦副在高速运转条件下,C形槽的温升要低于径向槽而且油槽处有明显的冷却效果,当输入转速持续提高时,C形槽的温升趋于平缓;随着输入转速的提高,C形槽所传递的转矩呈线性增长,在输入转速相同的前提下,相比于径向槽,C形槽所构成的流场不仅温升小而且可以提供更大的转矩。     

油压减振器的特性分析

以一系垂向油压减振器为研究对象,从其自身结构与工作原理出发,结合对减振器内部流场的受力、流量分析的理论研究,基于MATLAB、ANSYS ICEM、STAR-CD与ANSYS CFX的软件平台,对减振器内部流场进行了CFD计算,得出了可以标识减振器性能的示功图与阻尼特性曲线,仿真结果与实验特性吻合,为减振器的性能测试提供了一种新手段。     

基于MTS试验机的磁流变阻尼器性能研究

分析了磁流变阻尼器的工作原理和理论计算模型。利MTS810试验机对MRD-60型磁流变阻尼器进行了力学性能试验,研究了在不同的控制电流、激振频率、振幅条件下,磁流变阻尼器的阻尼力与活塞杆位移、速度的特性关系,分析了外界激振力与阻尼力的响应试验,验证了力学特性的相关理论问题。采用MATLAB软件对试验数据进行了分析处理,研究了性能试验曲线中的一些特殊理论和技术问题,为磁流变阻尼器的研制和工程应用提供了重要参考依据。     

车辆减振器油液微小内泄漏分析

针对车辆减振器油液内泄漏问题,对其内部油液微小内泄漏开展仿真与试验分析。通过数学模型对活塞与缸筒环形缝隙中流体进行理论受力分析,运用Autodesk Inventor软件建立减振器内部环形间隙流体几何模型,利用CFD仿真技术对环形间隙流体三维模型开展仿真分析,通过改变流场速度、压力、湍流动能及温度参数,分析得到影响减振器油液微小内泄漏的主要影响因素;采用伺服示功机对不同活塞速度和环形间隙下的油液内泄漏进行试验测试。结果表明:活塞静止时,节流口速度、压力、湍流动能的变化对环形间隙油液内泄漏影响较大,温度变化影响较小;活塞运动时,泄漏量随活塞速度、活塞与缸筒之间的间隙的增大而增大,因此在加工精度允许条件下,可通过减少活塞与缸筒间的间隙来减小泄漏量。