轨道车辆液压减振器低频阻尼特性试验研究

在轨道车辆液压减振器开发过程中,通常会存在由于减振器泄漏等原因,导致其在低频阶段阻尼力值过低而无法满足技术要求的情况。为了研究减振器在低频阶段泄漏产生的原因及其对阻尼力值的影响力程度,通过改变导向套与活塞杆间隙、活塞表面与阀片贴合度及支撑环形式等的试验对比,研究其对减振器泄漏程度所造成的低频阶段阻尼力值的变化。试验结果表明,导向套与活塞杆间隙、活塞表面与阀片贴合度对减振器低频阻尼特性有较大的影响,而受活塞支撑环的影响相对较小,导向套与活塞杆间隙主要作用于液压减振器的复原行程内。     

弹支阀片双筒液压减振器的阻尼特性

建立了局部载荷作用下弹支环形阀片的力学模型,并讨论了阀片变形的影响规律;利用专用减振器示功机对其阻尼特性进行实验研究,并与理论推导的结果进行了对比与验证.研究了不同关键参数对减振器阻尼特性的影响规律,结果发现:随着弹簧刚度和阀片厚度的增加,减振器复原行程的阻尼力增大,且速度越大,阻尼力增幅越大;阀片环形受载面积对阻尼力有显著影响,因此建议在减振器的设计阶段对该参数进行考察设计,以扩展产品性能区间.研究结果可为弹簧阀片式减振器的设计提供可靠准确的理论参考.     

电磁阀连续可变阻尼减振器的建模与仿真

针对电磁阀型连续可变阻尼减振器的结构特点,分析该减振器的工作原理与阀系特征。以液压理论为基础建立该减振器的数学模型。利用MATLAB软件进行仿真分析,分别得到不同电磁可变节流孔面积时该减振器仿真与试验的速度特性图与示功特性图。仿真数据与试验所得数据相比较,验证模型的正确性。通过对该减振器关键参数仿真分析,得到电磁阀的可变节流孔的面积、复原阀的弹簧预紧力、复原阀的固定节流孔宽度以及复原阀的阀片当量厚度等参数对该减振器阻尼力的影响。为电磁阀型连续可变阻尼减振器的研究提供了一定的参考依据。     

汽车半主动悬架系统阻尼可调减振器AMESim模型参数辨识

为了建立阻尼可调式减振器AMESim模型,通过对电磁阀式阻尼可调减振器的力学特性研究建立最初的减振器AMESim模型,然后通过实物测量得到AMESim模型的部分参数。然后利用遗传算法,并根据减振器示功特性实验数据对阻尼可调减振器模型复原阀、流通阀的阀口参数进行辨识。最后进行阻尼可调减振器实际特性实验和AMESim模型仿真特性实验,对比阻尼可调减振器AMESim模型力学特性与实际阻尼可调减振器的力学特性。结果表明所建模型可用于减振器控制算法的设计和估计减振器台架试验中难以测量到的动态数据,为汽车阻尼可调半主动悬架控制研究奠定基础。     

减振器叠加节流阀片的研究

为了探究减振器叠加阀片等效厚度、设计方法及其对减振器特性的影响,对节流阀片在阀口位置的弯曲变形量和叠加阀片等效厚度进行了研究,给出了等效厚度计算公式. 对叠加阀片的应力进行了分析,对阀片应力和厚度之间的关系及叠加阀片最大厚度的设计进行了探讨. 通过实例对叠加阀片进行了设计和验证,并进行了阻力特性试验. 试验表明,叠加阀片厚度设计、等效厚度计算和应力分析方法是准确的和有效的.     

融合正向建模与反求计算的车用减振器建模技术研究

针对减振器调试过程中工程师凭借经验调试耗时耗力等局限性,引入反求的思想,开展了结合减振器正向建模与关键参数计算反求的建模技术研究.根据有限元与最小二乘法结合的思想,建立基于大挠度变形的正向阻尼特性模型,并分析得出影响减振器工作特性的关键阀片参数;在减振器阻尼特性曲线的基础上,建立了以计算机模拟结果与试验结果的误差为目标函数,减振器阀片关键参数为待求参数的反求模型.最后采用遗传算法辨识出对阀片变形的关键参数,使优化反求后的参数模型能与试验特性良好吻合.论文提供的方法可以在减振器内部重要参数未知的情况下,对减振器进行参数优化设计,为调试减振器提供理论依据.     

双筒式液压减振器节流孔气穴现象和噪声分析

以道路试验和台架试验为依据,研究双筒液压减振器的异响机制和降噪措施,用AMESim软件对减振器节流孔、膜片阀门和弹簧阀门等建立了流体动力学模型,并对试验结果进行了验证.通过数值模拟和阻尼参数影响分析,确定了节流气穴现象在压缩和复原行程出现的状态,并且得到了节流气穴现象和活塞杆异常振动与节流孔和充气压力的关系.为降低减振器异常振动噪声,进一步提出了在保证减振器外特性的条件下进行异响清除的改进措施.     

高速列车减振器组合阻尼特性效应研究

针对我国轨道车辆型号多、不同型号减振器参数差异较大的状况,开展减振器组合阻尼特性效应研究.采用动力学仿真软件SIMPACK建立车辆系统动力学模型,加入实测武广线轨道激励并考虑车辆系统非线性关系,在模拟运行速度300 km/h的情况下得到动力学性能指标,分析抗蛇行减振器和二系横向减振器组合阻尼作用对车辆动力学性能的影响.结果表明:合理的抗蛇行减振器和二系横向减振器组合阻尼参数可明显提高车辆动力学性能,车辆平稳性和稳定性主要受抗蛇行阻尼的影响,受二系横向阻尼的影响较小;建议高速车辆减振器的选取综合考虑阻尼参数的组合效应,适当增大抗蛇行阻尼的同时,合理减小二系横向阻尼,本研究可以为减振器参数的选取和优化提供相应的理论依据.     

扭力梁疲劳寿命与减振器阻尼关系的研究

为了研究扭力梁式悬架中扭力梁疲劳寿命受减振器阻尼的影响关系,首先基于物理机理建立了减振器阻尼力与阀片厚度、阀片片数等结构参数之间的数学模型,反映减振器的工作特性;基于减振器结构参数的灵敏度分析确认减振器阻尼特性调节方法;建立刚柔耦合的整车四立柱模型,并通过实验验证模型的准确性;在此基础上,将减振器模型应用于刚柔耦合的扭力梁汽车整车四立柱模型中,根据调节方法改变减振器结构参数,分析不同阻尼特性下扭力梁的疲劳寿命,得到扭力梁疲劳寿命-减振器阻尼特性关系曲线。研究结果表明:减振器阻尼特性调节方法与企业的实际调节措施一致,并且在兼顾安全性和平顺性的阻尼系数范围内,随着阻尼系数的增大,扭力梁最小疲劳寿命随之增大,而当到达一定的阻尼系数之后,阻尼系数的变化对扭力梁疲劳寿命几乎不产生影响。     

非均布压力下的减振器节流阀片应力解析计算

根据减振器节流阀片力学模型,利用边界条件和变形连续性条件,给出了阀片在线性非均布压力作用下的变形曲面微分方程的通解.利用叠加原理,建立了减振器节流阀片在非均布压力下的变形解析计算式.根据阀片变形、内力和应力之间的关系,创建了在非均布压力下节流阀片径向、周向和复合应力解析计算式.通过实例,对节流阀片在不同非均布压力作用下的应力进行了解析计算,并利用ANSYS有限元软件进行数值仿真验证,解析计算结果与数值仿真结果吻合,相对偏差仅为1.41%.结果表明,所建立减振器节流阀片在非均布压力下的应力解析计算方法是正确可靠的,对减振器节流阀片设计和强度分析具有重要的应用价值.     

可变阻尼减振器外特性仿真与试验

分析了所开发的可变阻尼减振器的工作原理和阀系特性。根据流体力学缝隙流动、管嘴流动及并联管路流量计算理论,推导出阻尼力计算公式,用MATLAB建立了可变阻尼减振器的数学模型,通过仿真得到了示功图和速度特性,并按照减振器台架试验标准QC/T545进行了试验,得到了外特性试验数据。将仿真结果和试验数据进行比较,证明应用并联管路流量计算理论建立的数学模型正确可靠,符合实际要求,准确地描述了阻尼力随行程变化的特性,可用于可变阻尼减振器的设计和性能预测。     

悬挂特性参数对履带车辆随机路面越野平顺性能影响

研究履带车辆悬挂系统参数对履带车辆最高越野时速的影响.建立了多轮车辆的线性2自由度模型(垂直及俯仰),以不同路面等级的随机路面作为模型输入,对不同悬挂刚度、车辆速度及悬挂阻尼的模型进行仿真计算.结果表明,提高悬挂的动行程和减振器的散热能力能够显著提高履带式装甲车辆的最高越野时速.     

减振器阀系不等外径多阀片结构变形分析

通过环形弹性复原阀系的力学模型,对减振器复原阀和压缩阀的不等外径多阀片结构弯曲变形进行了分析.利用单环形薄板变形理论推导,单阀片边界条件为内圆固定约束、外圆自由,求得了单阀片变形弯曲系数,给出了任意位置阀片变形的解析计算公式.对不等外径多阀片进行有效变换并利用单阀片叠加原理求得了不等外径多阀片结构变形解析理论公式.最终将解析计算与ANSYS仿真结果进行对比,相互验证了边界条件的处理和等效变换及理论解析计算的正确性.     

基于流固耦合的减振器复原阀外特性分析

为了研究液压减振器弹性复原阀对阻尼力的影响,使用ADINA有限元软件,并结合流固耦合相关理论,构建了固体有限元模型及减振油流体有限元模型。通过相关软件后处理进行计算与求解,获得了该减振器的示功特性和速度特性。在此基础上,对该型号液压减振器进行试验验证,并将前后结果进行对比,结果表明所建立的有限元网格模型准确有效。     

双气室式液阻减振器阻尼特性的三维流-固耦合有限元仿真分析

利用双气室式液阻减振器的较精细三维流-固耦合有限元仿真分析模型获得了减振器的高速阻尼特性,并进行了实验验证。系统地分析了双气室式液阻减振器在不同初始气室容积、初始充气压强下的高速阻尼特性,并与相应的单气室式液阻减振器的阻尼特性进行了对比。单气室式液阻减振器压缩室内气室会增加压缩行程中油液的空化可能性,双气室式液阻减振器可克服这一问题,但会导致行程初期阻尼力的延迟反向。选择较小气室容积、较大充气压强的参数匹配方案可获得较好的阻尼特性;阻尼力反向迟滞时长比值随活塞振动频率的增大而增大;在活塞位移幅值相同的工况下,压缩行程迟滞阻尼力比值随频率的增大(2.5～15 Hz)而减小,伸张行程迟滞阻尼力比值随着活塞振动频率的增大先增大(2.5～10 Hz)、后减小(10～15 Hz)。该研究结果对于双气室式液阻减振器的设计具有重要意义。     

阀系预紧力对减振器开阀点的影响分析

研究阀系预紧力对减振器开阀点节流阀片节流压差的影响.以活塞阀系总成为例,用有限元仿真和理论计算相结合的方法,建立了阀系预紧力与节流阀片在开阀点的节流压差之间的数学关系.根据建立的数学模型,分析活塞阀体弹性模量和节流阀片弹性模量对预紧力作用的影响.实例分析结果表明,活塞阀体弹性模量变化对预紧力的作用影响较大,节流阀片弹性模量的变化对预紧力的作用影响较小.随着活塞阀体弹性模量的增大,阀系预紧力对开阀点节流阀片节流压差的影响减小;节流阀片弹性模量的变化对阀系预紧力的作用影响可以忽略.     

基于整车性能的液压减振器虚拟调校

为使减振器对车辆具有最佳减振效果,利用Rebrouck建模方法,建立了反映液压减振器阀系特性的参数化动力学模型,并将该减振器动力学模型以S-Function的形式嵌入到Carsim^TM的某E-Class整车模型中。以整车动力学性能为优化目标,使用NSGA-II多目标优化算法,在扫频工况下,对车辆前、后轴减振器的阻尼力特性进行了虚拟调校。计算结果表明,经调校以后的液压减振器阻尼特性使得整车的动力学性能得到了较大程度的改善。     

基于阻尼状态切换的装载机座椅悬架控制

为提高装载机驾驶员作业舒适性,提出了一种基于阻尼多状态切换减振器的装载机半主动座椅悬架系统.分析了阻尼多状态切换减振器的设计原理及油液流动行为,建立了阻尼多状态切换减振器数学模型,通过仿真分析获取了减振器4种阻尼状态下的复原阻尼系数和压缩阻尼系数,在此基础上,进一步构建了装载机半主动座椅悬架系统混杂动力学模型,设计了用于座椅半主动悬架的权值系数模糊自适应调整混杂模型预测控制策略,并在随机路面激励输入下进行了控制策略性能仿真分析.仿真结果表明:所提出的装载机半主动座椅悬架及其控制策略能够有效降低座椅垂向振动加速度均方根值,降幅达35.71%,同时改善座椅悬架动行程达30.88%,驾驶员作业舒适性得到显著提升.     

车辆半主动悬架系统的振动特性的研究

建立了基于混合模式的磁流变液减振器的工作电流与阻尼力的数学模型和单自由度车辆随机振动非线性数学模型．运用随机振动理论，对磁流变液减振器非线性模型进行了线性化处理，给出了减振器等效阻尼系数、车身加速度等参量的随机统计量的计算方法．利用数值仿真分析了半主动悬架系统控制器的驱动电流对车辆减振器等效阻尼系数的影响，对车辆悬挂质量垂直振动加速度功率谱均方根值的影响．研究结论表明磁流变液减振器所产生的阻尼力具有非线性特性，通过调节减振器等效阻尼系数可以实现对车辆随机振动特性的调节，并且适当地增加磁流变液减振器的驱动电流能够降低车辆随机振动加速度功率谱均方根值，提高车辆行驶的平顺性．     

基于新型减振支柱的半主动悬架特性研究

为了解决传统半主动悬架减振器有限的阻尼调节范围很难满足所有控制策略要求的问题,提出了刚度和阻尼偶联可调的一体式悬架减振支柱结构。介绍了该减振支柱的结构组成、阻尼和刚度的调节原理与耦合关系,分析了新型减振支柱的非线性刚度和阻尼特性。建立了采用新型减振支柱的二自由度半主动悬架系统模型,运用MATLAB/SIMULINK对半主动悬架模型进行仿真计算。根据仿真结果得到了路面条件、车速、悬架阻尼和空气弹簧初始气压对半主动悬架性能的影响规律。仿真结果显示:在三种典型路面和车速工况下,当减振器的阻尼状态为"高"、空气弹簧的初始气压为0.4 MPa时,半主动悬架的车身加速度、轮胎动载荷和悬架动行程分别比原车被动悬架至少降低6%、10%和18%。表明采用新型减振支柱的半主动悬架可以根据车辆行驶工况,对减振支柱的刚度特性和阻尼特性进行匹配,实现降低车身加速度、轮胎动载荷和悬架动行程的目标,从而改善车辆行驶平顺性、行驶安全性以及机动性。