几种非线性减振器的试验建模

对颇受工业界欢迎的钢丝绳减振器(JGS-1)及配置钢丝网的弹簧减振器(JU-3、JD-1)进行了动态试验建模的研究。针对这类减振器的非线性记忆特征,采用一种本构关系分段函数展开的技巧简化了物理参数的识别过程。文中着重介绍了识别过程,探讨了关系到建模成败的若干测试问题。由所建动力学模型预估出的响应与实测结果的比较证实了该方法的可信性。     

涡轮增压器超高速轴承-转子动力学建模及模态参数识别

针对传统涡轮增压器超高速轴承-转子系统动力学建模精度不高、模态参数不易识别等问题，基于Timoshenko梁理论建立了涡轮增压器动力学模型及运动微分方程，利用锤击法试验对增压器不同激励位置、有无预紧力等工况下的模态参数进行了识别，并将理论与试验分析结果进行了对比验证。研究结果表明：激励涡轮增压器不同位置时，系统的激发模态不尽相同；预紧力对转子动力学分析结果具有重要影响，增加预紧力可显著提高转子刚度；建立的动力学模型和模态识别方法具有一定的准确性和适用性，可以为后续涡轮增压器结构优化设计、模态参数识别提供理论与试验基础。     

含机械整流装置的电磁减振器阻尼特性分析

为了明确电磁减振器在不同工况下的阻尼特性,对具有机械整流装置的电磁减振器进行了理论建模与试验测试。首先,从理论角度建立了电磁减振器的动力学传动模型与机电耦合模型,分析其动力学和电力学特性;其次,从工程角度搭建了电磁减振器的测试台架,对其在不同工况下的阻尼特性进行了试验研究;最后,将理论仿真结果与试验测试结果进行对比。结果表明：在不同工况下,理论仿真结果与试验测试结果具有相同的变化趋势。当负载电阻从5Ω增加到100Ω时,电磁减振器的等效阻尼系数从1 208 N·s/m下降到496 N·s/m。此外,激励频率从0.5 Hz增加至2 Hz或激励幅值从20 mm增加至40 mm,均导致电磁减振器等效阻尼系数从874 N·s/m下降至660 N·s/m。     

车辆双筒式减振器异响研究

针对国内外对减振器异响的分类进行总结,将减振器异响分为两大类:减振器自身异响和减振器传递型异响。基于台架试验采集了不同激振频率下的活塞杆加速度信号并分别在时域和频域内进行分析。建立了二分之一后悬架系统的非线性动力学模型和减振器参数化非线性动力学模型,应用MATLAB仿真对减振器进行异响研究。比较了仿真结果和试验数据,验证了减振器异响试验中对试验数据分析结论的正确性。这种理论与试验相结合的方法可为减振器异响的分析和判定提供参考。     

某地铁车辆横向减振器对平稳性的影响及优化

某地铁车辆出现振动异常问题,在对其进行分析和探究后,判断其与车辆横向减振器参数有关,因此展开了对其二系横向减振器相关参数的动力学仿真和线路试验工作。建立了地铁车辆动力学模型,分析了该车二系横向减振器阻尼、减振器数量、橡胶节点刚度对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明采用单横向减振器情况下,车辆平稳性更好。在线路试验中,对采用单、双油压减振器的地铁车辆进行了平稳性测试,测试结果显示,在线路试验中采用单个横向减振器的车辆平稳性指标要优于采用双横向减振器的车辆,线路试验与理论分析一致,为地铁车辆横向减振器参数设计提供了参考。     

汽车双质量飞轮扭振减振器性能仿真分析与匹配

通过三维实体建模、试验和计算获取的所研究车型动力传动系动力学参数,分别建立了动力传动系在怠速和行驶工况下的扭转振动仿真分析模型,分析了双质量飞轮扭振减振器对动力传动系固有特性及强迫振动响应特性的影响,并对双质量飞轮扭振减振器的主要性能参数进行了设计匹配,该项研究为双质量飞轮扭振减振器的设计匹配提供了参考。     

基于试验模态分析橡胶减振件的参数识别

针对具有较大承载能力的橡胶减振件的动力学参数进行直接测试,存在测试设备功率要求高、测试频率低等问题,无法满足有限元建模中对橡胶减振件的参数设置需求。提出基于试验模态分析法实现橡胶减振件动力学参数识别,重点阐述了橡胶减振件动力学参数直接测试法与试验模态分析法的理论依据,并通过实践应用验证了试验模态分析法在橡胶减振件的参数识别具有显著的工程应用价值。     

基于AMESim的液压减振器异响分析与改进研究

在路面激励下,减振器活塞杆杆端的异常振动激发车体振动,引起结构传递噪声。而区别于无异响减振器,异响减振器的活塞杆杆端振动加速度在285 Hz左右出现一个明显的峰值。对此,建立减振器的AMESim模型,并将仿真结果与试验结果进行对比来检验模型的可信度。最后通过改变橡胶减振垫的阻尼和刚度来减小活塞杆杆端振动加速度在285 Hz左右的峰值,以达到控制减振器异响的目的。     

车辆筒式减振器活塞杆侧向摩擦现象试验分析

根据车辆筒式减振器实际情况建模，得出减振器在车轮平面和车轴平面内的受力表达式，并结合试验数据和实际参数对后悬架进行受力分析。从试验和系统动力学角度分析减振器出现倾向摩擦现象的原因。道路不平、车速较高和装配不当造成冲击过大，使后减振器活塞杆承受突加弯曲，是导致减振器活塞杆侧向摩擦的主要原因。     

磁流变减振器滞环特性试验及建模方法

由于磁流变减振器数学模型滞环特性描述通常不能兼顾简洁、精确,而限制其实际工程应用,因此,设计用于数学模型,参数辨识和验证的几组不同的连续变化的激励振幅、频率和电流强度,并应用实物磁流变减振器进行动态特性测试。根据测试结果分析无电流输入以及激励位移、速度和电流强度变化时,磁流变减振器的弹性、阻尼、电流饱和等基本特征的动态非线性特性。依据试验分析结合非线性粘塑性模型和简单非线性Bingham模型,提出应用神经网络理论中神经元S型传递函数,实现减振器活塞运动方向发生变化时力―速度特性模型中阻尼力的平滑过渡;同时借鉴非线性滞环双粘性模型以活塞加速度方向的变化,判断压缩屈服和拉伸屈服两个不同过程的方法,建立描述磁流变减振器滞环特性的数学模型。进一步分析所建模型中可控阻尼力部分各个参数的物理意义。通过试验数据对S型滞环特性数学模型进行参数辨识,并重点分析速度―力特性曲线所形成滞环的斜率及宽度相关参数的可控特性,最后以试验数据验证S型滞环模型的正确性。     

山地车车架动态试验与仿真

采用试验和动态仿真手段,并借鉴国标ISO2631-1中人体对振动反应的评价标准,研究了某全减振山地车车架在简谐激励条件下对不同类型后悬架减振器的动态响应特性,并对试验和仿真结果进行了对比分析.试验结果表明:当激振频率小于5Hz时,气压减振器减振效果优于液压和弹簧减振器;当激振频率大于5Hz时,弹簧减振器的减振效果略优于其它两种减振器,但相差不大.利用动力学仿真分析软件ADAMs对系统进行相同激励条件下的仿真试验,结果表明:对于采用弹簧减振器的车架系统,仿真与试验结果吻合较好,将该仿真模型做为山地车性能分析的依据具有一定的可靠性.     

基于SimMechanics二代的6-DOF并联平台参数化动力学建模方法

六自由度(6-DOF)并联平台应用极为广泛。在SimMechanics二代环境下,本文首先给出了6-DOF并联平台关键零部件建模的参数化方程;其次给出了整个并联平台的装配方法;然后给6个动力部件设计了"数字液压缸"模型;最后进行了系统动力学仿真。结果表明,通过对话框设置相关参数后可以正确、快速地得到并联平台的动力学模型,所提出的参数化建模方法正确、有效。     

基于模糊优化辨识模块化机器人关节动力学参数

为了能更为合理、准确地辨识出机电结构系统结合面的等效动力学参数,提出了基于模糊优化的辨识方法。以9自由度模块化冗余机器人为研究对象,采用模糊优化方法辨识了机器人关节面等效动力学参数,并利用所识别的参数及机器人各部件有限元模型建立了机器人整机动力学模型,该模型的模态参数与试验结果具有较好的一致性,表明所提出的辨识方法具有较高的辨识精度,是合理和可行的。     

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。     

整车半主动悬架模糊控制研究

为了提高半主动悬架的控制效果,设计了节流口可调式阻尼减振器,根据汽车系统动力学原理建立了半主动悬架整车模型,采用Mamdani模糊控制策略,设计了基于可调阻尼减振器的汽车半主动悬架双模糊控制器,并以某微型轿车为例在Matlab/Simulink环境下进行了阶跃激励仿真试验和随机路面激励仿真试验.仿真结果表明,采用所提出的模糊控制策略改善了汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性,同时还降低了悬架被击穿的可能,提高了轮胎的接地性.     

橡胶钢丝绳复合隔振器动力学建模与参数识别

在电动试验台隔振试验研究的基础上,对橡胶钢丝绳复合隔振器进行了参数识别和动态建模。通过试验测得频响曲线的Hilbert变换,检测了复合隔振器的非线性度。建立复合隔振器的非线性动力学模型,应用分离识别法将非线性动力学方程组转化为关于未知参数的线性方程组,应用最小二乘法对隔振器的刚度和阻尼参数进行了识别。通过数值方法和谐波平衡法分析了识别系统的动态特性,计算与试验结果有较好的一致性。     

阻尼连续可调减振器外特性仿真与试验研究

基于流体节流理论建立了阻尼连续可调减振器多种工况下的动力学模型,进而在Simulink软件中建立了仿真模型,进行外特性仿真研究。通过台架试验对阻尼连续可调减振器的外特性进行测试,试验结果与仿真结果误差小于15%,证明所建立的阻尼连续可调减振器仿真模型准确可靠,可用于工程实践中对减振器阻尼力进行预测与调校。     

高铁车辆间油压减振器特性及对高铁动力学性能的影响

优化车端悬挂及其核心部件对提高高速列车的运行动力学性能具有重要意义。以某动车组车辆间减振器为研究对象,通过分析其阀片式阀系的流量-压力特性,建立了其阻尼特性的参数化模型,并通过产品台架实验验证了仿真结果和理论模型的正确性。基于SIMPACK软件环境建立了该动车组的多体系统动力学仿真模型,研究了车辆间减振器阻尼系数对动车组动力学包括会车响应的影响,结果表明：车辆间减振器能明显地抑制车辆正常运行期间车端的复杂横向振动,提高乘坐舒适性,还能极大地抑制会车期间车体的大幅复杂横向晃动尤其是车体侧滚,并减小轮轴横向力和脱轨系数,增强高速列车的整体性和安全性。所获得的车辆间减振器参数化数学模型、车辆多体动力学仿真模型以及研究结果为下一步该车辆间减振器阻尼特性的动力学优选以及减振器产品本身的优化设计提供了基础。     

用广义最小二乘法建立机床动力学模型

本文探讨了用广义最小二乘法直接辨识机床动力学物理参数的建模方法,并在相对激振试验的基础上,辨识了M131W外圆磨床动力学模型的物理参数,进而建立了该机床的动力学模型,并通过模态分析检验了所建立的动力学模型对实际机床的模拟效果。     

液压减振器偏摩现象动力学分析和试验研究

通过对轿车后悬架系统力学建模,推导了双筒液压减振器在车轮平面和车轴平面内的受力计算公式,结合试验数据和实际参数对后悬架进行受力分析。从试验和系统动力学角度分析了液压减振器出现偏摩现象的原因。道路不平、车速较高并且冲击过大,使后减振器活塞杆承受突加弯曲,冲击载荷急剧增大,是导致偏磨的主要原因。车辆装配后,后减振器活塞杆不是严格垂直,使减振器活塞杆上产生附加动载荷,也易导致偏摩现象发生。所述的理论与试验研究结果可为减振器的设计及改进提供系统的理论依据。