旁通小孔与环形通道并联型轿车磁流变液减振器

针对磁流变液减振器体积补偿与活塞换向时阻尼力非圆滑过渡问题,提出一种具有串级环形通道、并联旁通小孔、浮动活塞充气补偿的磁流变液减振器结构。依据磁流变液流变学测试数据确定Biplastic-Bingham本构模型参数;建立阻尼通道内磁流变液准稳态流动微分方程,结合本构模型得到流经活塞流量与上下腔压力差的关系;研究活塞旁通小孔节流、导向环状间隙节流、浮动活塞补偿和各部件间摩擦力共同作用下阻尼力的计算方法;依据国产某型号轿车悬架技术参数,设计制作磁流变液减振器样机,并对样机进行示功特性测试。测试结果表明:减振器示功曲线圆润饱满,各种励磁电流下磁流变阻尼器的理论阻尼值与测试值能较好吻合。     

被动式液压冲击波形发生器动态特性的数学建模与仿真

基于液压节流耗能原理，提出一种被动式液压波形发生器，其设计思想是采用缝隙和小孔节流产生的阻尼来吸收消耗高速运动负载的动能，并对其紧急制动以获得设定的加速度波形；缸体上开设的可调节流孔能方便地实现对缓冲过程阻尼力的调节。通过对波形发生器内部流体动态特性的分析，建立了波形器工作机理的数学模型，其数值仿真结果表明波形发生器具有以下特点：①缓冲制动效果好；②加速度波形调节简单；③适用于动量变化大、无法用主动方式控制冲击波形的场合，尤其适合作为模拟水下爆炸环冲击境的双波冲击试验机加速度负波的产生装置。     

变间隙磁流变胶泥缓冲器理论研究与试验验证EI北大核心CSCD

传统磁流变(magnetorheological, MR)缓冲器通常采用等间隙阻尼流道,对于冲击环境下仅靠励磁控制方法实现柔顺耗能极具挑战。针对此问题,提出一种缸筒截面具有锥度特征的磁流变胶泥缓冲器,其阻尼间隙随活塞位移增大而逐渐减小,同时伴随磁感应强度增大,进而提升阻尼力,以期通过结构设计方法补偿冲击环境下缓冲力的衰减。通过建立双坐标系分析了动态磁场与位移、电流之间的关系;采用微分思想将变间隙阻尼通道分为若干微元,基于Herschel-Bulkley (HB)本构模型得到微元阻尼通道的截面流速分布;考虑局部损耗,构建了HB-Minor Losses(HBM)动力学模型,定量分析了各局部损耗因素的影响;进一步分析了位移变化对截面流速、局部损耗压降、总压降的影响。搭建了锤重为93.2 kg的冲击试验平台,并开展了不同冲击速度和电流下缓冲器动力学性能测试。结果显示缓冲器具备良好的可控性,其动态范围高达2.0,最大缓冲力达55 kN。将试验结果与理论模型进行比较,发现HBM模型能够准确预测变间隙磁流变胶泥缓冲器动力学性能。     

磁流变减振器变阻尼特性对车辆平顺性的影响

对盘形缝隙磁流变减振器阻尼特性进行理论分析和实验研究后,得出该减振器阻尼特性、磁感应强度与活塞运动速度之间的关系式。在不实施控制策略的前提下,利用2自由度悬挂系统分析了磁流变减振器阻尼特性变化对车体垂直振动加速度均方响应和动行程均方响应的影响,指出活塞在高速运动时难以对磁流变减振器进行变阻尼控制的原因,同时得出磁流变减振器阻尼特性随活塞运动而变化的特性对悬挂系统的影响,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的实际应用提供了有价值的理论依据和实验结果。     

重载双波冲击试验机负波阻尼系统的建模与控制器设计

为使冲击试验机的模拟试验更贴近于实际水下爆炸环境，满足最新抗冲击标准的要求，提高冲击试验机的测试能力，本文对重载双波冲击试验机中产生负冲击波的四缸液压阻尼系统进行了精确的动力学建模。为控制四个阻尼缸的同步性能，保证阻尼系统产生的负冲击波在标准规定的容差带范围之内，避免液压缸之间产生过大的应力，构建了基于模型的高性能前馈控制器。该模型提供了一种安全、可控的“虚拟测试”技术，能够在进行实际的物理测试之前，对冲击过程进行调谐并预测系统性能。仿真结果证明了提出的控制方法能够满足系统性能要求。     

车用双向筒式液压减振器阻尼孔阻尼特性分析

减振器是汽车悬架系统的重要组件,其减振效果主要受减振器阻尼孔阻尼特性的影响。基于Fluent建立减振器阻尼孔阻尼特性有限元分析模型,采用正交试验设计、方差分析和单因素分析法,探索阻尼孔几何特征参数、油液黏度及活塞运动速度对减振器阻尼孔阻尼力的影响规律。研究结果表明:1)阻尼孔直径与活塞运动速度对阻尼力有显著影响,阻尼孔长度与油液黏度的影响相对不显著;2)在给定参数条件下,阻尼力随阻尼孔直径增加而减小,随活塞运动速度增加而增加。阻尼孔直径越小,活塞运动速度越快,两者对阻尼力的影响越显著,减振器振幅衰减速度越快;3)阻尼力除受油液流经阻尼孔时流层间的内摩擦力影响外,还受流动状态影响,雷诺数超过一定值时阻尼力会增加;4)阻尼力随活塞运动速度变化的调整范围随阻尼孔直径的增加而收窄,且调整范围的降幅趋于平缓;阻尼力随阻尼孔直径变化的调整范围及其增幅均随活塞运动速度的增加而增加。     

新型缓冲阻尼器设计及其冲击响应特性研究

针对强冲击环境下设备防护问题,提出一种新型缓冲阻尼器。该阻尼器依据环形间隙阻尼系数计算公式,以双出杆阻尼器为改进基础并利用弹性力与阻尼力相位差原理而设计。通过单自由度数学模型计算分析了新型缓冲阻尼结构的冲击响应与自身特性。结果表明,相比于双出杆流体阻尼器,该阻尼器在保证不增加绝对加速度与相对位移幅值的前提下,可有效降低残余响应,被隔离体复位时间缩短48%。在特性分析中,相比双出杆流体阻尼器,新型阻尼器耗能增加了28%,两者阻尼力最大相差470 N。根据正、负双波试验的结果,说明了数值仿真可以较为准确地描述新型缓冲阻尼器在冲击下的响应特性,同时,也验证了该缓冲器具有较好的抗冲减振能力。     

基于负刚度机构的高刚度-超阻尼隔振器设计与研究

为能够隔离作用在负载上的直接扰动并提高系统的阻尼特性以避免产生共振,提出一种采用磁性负刚度机构设计的超阻尼隔振系统,其由磁性负刚度机构和两对相互对压的机械弹簧并联构成;磁性负刚度机构由五块沿轴向磁化的环形永磁体构成,倾斜环形永磁体被对称地固定在基础上,运动的环形永磁体由对压的机械弹簧约束,并沿轴向发生相对运动;根据电流模型,推导了磁性负刚度机构的磁性恢复力以及磁性负刚度解析表达式;通过将隔振系统中的刚度单元和阻尼单元重新布置并引入一个内部隐性自由度,该系统被设计成与线性参考系统具有相同静刚度、相同质量以及相同阻尼的超阻尼装置;分析了该装置中刚度单元、阻尼单元以及永磁体附加质量对所设计系统阻尼、固有频率和主系统振动响应的影响。研究结果表明,所提出的隔振系统具有高刚度和超阻尼特性,能够有效抑制主系统的振动;在高频段,主系统的响应将收敛于线性参考系统。     

基于负刚度机构的高刚度-超阻尼隔振器设计与研究EI北大核心CSCD

为能够隔离作用在负载上的直接扰动并提高系统的阻尼特性以避免产生共振,提出一种采用磁性负刚度机构设计的超阻尼隔振系统,其由磁性负刚度机构和两对相互对压的机械弹簧并联构成;磁性负刚度机构由五块沿轴向磁化的环形永磁体构成,倾斜环形永磁体被对称地固定在基础上,运动的环形永磁体由对压的机械弹簧约束,并沿轴向发生相对运动;根据电流模型,推导了磁性负刚度机构的磁性恢复力以及磁性负刚度解析表达式;通过将隔振系统中的刚度单元和阻尼单元重新布置并引入一个内部隐性自由度,该系统被设计成与线性参考系统具有相同静刚度、相同质量以及相同阻尼的超阻尼装置;分析了该装置中刚度单元、阻尼单元以及永磁体附加质量对所设计系统阻尼、固有频率和主系统振动响应的影响。研究结果表明,所提出的隔振系统具有高刚度和超阻尼特性,能够有效抑制主系统的振动;在高频段,主系统的响应将收敛于线性参考系统。     

基于激振法的空气弹簧垂向刚度和阻尼特性研究

以Firestone公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础,与容积为22L的附加空气室构成带附加空气室空气弹簧.采用激振法研究了当空气弹簧与带附加空气室之间安装有孔口连续调节装置时,系统的振幅放大率和加速度稳态响应随激振频率和节流孔面积的变化规律,以及空气压力、节流孔流通面积对空气弹簧垂向刚度和阻尼的影响.研究发现,在3种各自不同压力条件下,无论节流孔面积大小如何,随着激振频率的增加,系统振幅放大率和加速度稳态响应值都先增大,并且在共振点时达到响应峰值,然后减小至较小的稳定值.当节流孔面积变化时,系统共振时的振幅放大率和加速度稳态响应峰值在节流孔面积调节至大约57 mm2时出现最小.节流孔面积对垂向刚度和阻尼都有影响,其中节流孔面积从57 mm2变化到78 mm2时,带附加空气室空气弹簧的刚度发生显著减小;阻尼的敏感变化范围为11 mm2～187mm2,在57 mm2附近阻尼达到最大值.空气弹簧中的空气压力对垂向刚度和阻尼也有影响,内压越大,对应的刚度越大,而阻尼反而越小.该研究结论为刚度和阻尼连续可调空气悬架的研发提供了一定的依据.     

双出杆液压减振器高频特性模型研究

为准确反映液压减振器在高频激励下的输出特性,基于流体惯性和局部流动损失等因素对阻尼液流动的影响规律,结合高频激励下减振器阻尼间隙内的流动特征,建立能够准确反映液压减振器高频动态特性的动力学模型,对液压减振器产生的阻尼力进行理论预测研究。试验与仿真分析结果均验证了该模型的准确性。     

化爆冲击波作用下建筑物内压缩波参数计算

根据空气动力学原理,分析了外部化爆条件下冲击波阵面后压缩气体经外墙孔口的流动过程,提出了室内平均压力的计算方法;针对砖墙填充的钢筋混凝土框架结构房屋,研究室内外压力作用下墙体的破坏和碎块飞散过程,得到了室内压缩波参数的确定方法,并运用已有试验数据对该方法的有效性进行了验证;通过算例分析了冲击波超压、孔口面积及墙体厚度对室内压缩波升压时间的影响,结论如下:前墙开孔房屋室内升压时间随孔口面积的增大而减小,外墙破坏时,封闭房屋室内升压时间随着墙壁厚度的减小和室外超压的增大而逐渐减小。     

基于流变技术的飞机起落架缓冲器建模

针对流变力学的特点,在起落架上采用了间隙密封式环形截流口结构的缓冲器,并对其进行了力学分析,根据实际情况,对缓冲器的受力进行了简化;基于Bingham模型建立了缓冲器的力学模型,并对其进行了仿真分析。仿真结果显示,该力学模型能准确地反映起落架缓冲器的工作特点,适用于起落架缓冲器。     

液压减振器热动力学及其影响因素理论分析

对液压减振器在衰减悬架系统振动过程中的发热问题通过计算机仿真进行了初步的研究，对减振器发热及其影响因素进行了比较全面的分析，得到了一些重要的指导性结论，也为后续研究奠定了良好的基础。     

Development of numerical modelling of analysis program for energy-dissipating behaviour of velocity dependent hydraulic damper

A relief valve parallel to the throttle valve is added to a Velocity dependent hydraulic damper (VDHD) so that the orifice size that regulates the oil flow can be adjusted. This device adjustment will allow the damper to have an adaptive control of damping by changing its damping coefficient. A mathematical model including a serial friction model and a small damper that is parallel to the friction model added to the Maxwell model for simulating the actual energy-dissipating behaviour of the VDHD was proposed in this research. To extend the useful value of VDHD, a numerical analysis model based on the SAP2000 nonlinear analysis programwas applied to simulate the energy-dissipating characteristics of VDHD in this study. The analysis results obtained by using the mathematical model and the proposed SAP2000 numerical model conform to the seismic resistant test results, and confirm that the SAP2000 nonlinear analysis program can accurately describe the actual energy-dissipating behaviour of the VDHD installed on structures under various energy-dissipating situations.     

环形油腔液体静压推力轴承动态特性的影响因素研究

液体静压推力轴承的动态特性直接决定了其运行状态的稳定性,而油腔结构和节流方式是影响其动态特性的重要因素。为此,基于小扰动法将环形油腔液体静压推力轴承的Reynolds方程分解成动态方程和静态方程,分别求解得到小孔和毛细管节流方式下其油膜刚度和阻尼系数的解析表达式。同时,通过开展油膜刚度测量实验来验证理论计算结果的正确性,两者之间的相对误差小于15%。理论计算结果显示：对于液体静压推力轴承,环形油腔优于圆形油腔,小孔节流优于毛细管节流。通过分析油腔面积和油腔位置对小孔节流环形油腔液体静压推力轴承油膜刚度和阻尼系数的影响规律发现,当内、外径等基本结构参数确定时,调整油腔的面积和位置可以有效优化该轴承的动态特性系数。研究结果有助于以动态特性为目标的液体静压推力轴承的结构优化设计。     

液压打桩锤大流量缓冲装置的建模与分析

大流量缓冲装置对液压打桩锤延长使用寿命,提高环保性能等方面均有很大作用。在分析液压打桩锤使用的大流量缓冲装置的结构和工作原理的基础上,考虑温度影响,结合热力学和流体动力学理论建立了大流量缓冲装置的动态数学模型。采用Simulink对该模型进行了仿真分析,得到了阻尼孔直径,缓冲腔内径和溢流阀最高设定压力对缓冲装置的性能影响规律,给液压打桩锤大流量缓冲装置的设计和优化提供了理论依据。     

双筒式液力减振器低速阻尼特性研究

通过对减振器内部阀系低速节流特性的分析,建立了低速时阻尼特性的数学模型.应用小间隙节流理论对节流片节流槽口的节流特性进行分析,确定了影响低速阻尼特性的主要参数.通过把缝隙节流等效为小孔节流的设计方法得到的结果与试验得到的结果的比较,验证了本方法的正确性和精确性.