履带车辆磁流变减振器阻尼力建模与实验

为了研究履带车辆磁流变减振器阻尼力的特性,通过理论分析得到MRF减振器的阻尼力模型,并在自行研制的实验台架上进行测试,对阻尼力—位移,阻尼力—电流,阻尼力—速度之间的关系进行研究,在给定的速度用理论模型对MRFD的阻尼力进行预测。实验结果表明,理论模型与实验数据相吻合,阻尼力可调倍数达到3.5倍。     

磁流变减振器磁路设计与结构优化

设计了基于混合工作模式的微型汽车磁流变减振器,讨论了结构参数对磁流变减振器阻尼力和可调系数的影响.提出了基于磁路设计的结构优化方法,对磁流变减振器的一些关键尺寸进行优化、计算,以确保各部分磁化工作点接近于饱和工作点,阻尼通道处的磁场强度达到设计要求,且磁响应时间最短.电磁有限元计算结果验证了磁流变减振器的磁路设计.应用磁路优化设计方法设计、制造了3个原型磁流变减振器,并完成了台架试验.试验验证了理论模型的预测.表明磁路优化设计方法是正确和有效的.磁路优化设计方法能够使磁流变减振器的结构更加紧凑,能量利用率更高,调节范围增大,响应速度加快.     

磁流变减振器半主动悬架减振特性分析

在分析一种单筒充气式磁流变减振器阻尼力模型的基础上,建立基于该磁流变减振器的1/4车辆半主动悬架的数学模型;基于模糊控制理论设计出半主动悬架模糊控制系统,并利用Simulink对系统不同工况下的工作性能进行仿真和分析。结果表明:采用模糊控制的磁流变减振器半主动悬架能有效地控制车身加速度和悬架动扰度。     

基于修正Backlash滞环的磁流变减振器建模

针对磁流变减振器在半主动控制应用中的非线性建模问题,借鉴电磁学中描述磁滞现象的方法,引入动态Backlash like模型描述阻尼力-速度特性中的滞回现象,兼顾磁流变减振器在不同电流及不同频率时的动特性,利用Sigmoid函数修正Backlash滞环,并考虑磁流变液屈服后黏性及充气压力作用,并联一个弹簧-阻尼系统,从而提出一种修正Backlash滞环的参数化模型.在试验台架上对自制的磁流变减振器进行不同电流和频率下的动特性试验,用试验数据对模型参数进行辨识,并验证了该模型的预测性能,预测误差小于10%～15%.该模型结构简单,能较精确地描述和预测磁流变减振器动特性,具有良好的实用价值.     

基于整车分析的磁流变减振器优化研究

针对现有车用磁流变减振器设计优化过程中的不足,全面分析了设计参数约束关系并筛选出核心设计参数。针对磁场中的重要设计参数设计动态约束条件,并基于磁场有限元仿真结果采用神经网络来拟合参数边界模型,缩小优化范围;基于天棚阻尼控制思想设计了多参数反馈整车控制算法并进行了参数优化。创建了包含整车模型、控制器模型、减振器模型、执行器响应模型的联合仿真平台,以车身总加权加速度为指标,使用遗传算法对减振器设计参数进行了全局优化,结果表明优化后的减振器能更好的满足悬架控制需求,配合整车控制算法可以有效改善车辆行驶平顺性。     

磁流变液减振器的多目标优化与设计

磁流变液减振器由于其结构简单、可靠性高、稳定性好、减振效果出色等优点,成为了当今国内外学者和生产商研究和开发的热点。磁流变液是磁流变液减振器的核心元件,通过改变外加磁场,可以可逆、连续、快速的调节其粘度。磁流变液减振器在车辆的半主动悬架系统中起着关键性的作用,为了能让车辆快速、平稳的行驶,磁流变减振器需要具备良好的动力学籽陛、低功耗特性以及良好的系统响应,但目前绝大多数的研究与设计仅仅是以其中某一项为目标进行优化,优化出来的磁流变液减振器很难满足综合性能要求。此项目从多目标的角度出发,通过遗传算法计算其结构参数,设计出适用于实际车型应用、满足综合性能的磁流变减振器。     

基于改进双Sigmoid模型的磁流变减振器力学建模研究

设计了一款磁流变减振器(Magneto-Rheological Damper, MRD),并对其进行了性能试验。针对双sigmoid模型(Double Sigmoid Model, DSM)无法反映阻尼力与位移的关系、未考虑蓄能器刚度及偏置力影响等缺陷,提出一种改进型双sigmoid模型(Improved Double Sigmoid Model, IDSM)。对模型参数的含义、参数与电流及速度的关系以及参数的辨识等问题进行分析,并利用标准差对模型准确性进行验证。结果表明:IDSM在低速及高速、小电流及大电流条件下均与试验值具有较高的拟合度;最大速度0.52 m/s时,误差相对值仅为1.71%。IDSM具有参数少、模型精确且易于编程实现等优点,适用于工程领域。     

活塞内流道磁流变减振器热耦合阻尼特性分析

模拟研究了采用横向工作间隙的活塞内流道磁流变减振器(MRD)在热平衡状态下的阻尼特性。基于AMESim分析了汽车以不同速度在不同路面行驶时缸筒内流体达到热平衡的温度;模拟活塞振动并耦合热平衡温度从流体的角度计算了MRD的示功曲线;通过恒温加热模拟减振器的热平衡温度在振动试验台上对MRD的阻尼特性进行了测试。结果显示,汽车的行驶速度对减振器的阻尼性能有影响,当车速为40 km/h、70 km/h、110 km/h时,MRD的阻尼性能分别下降了9.4%、16.67%、20.69%。测试结果与仿真结果基本吻合。     

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.     

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。     

磁流变液减振器性能试验研究

针对单一的性能评价指标无法表征磁流变液减振器的整体性能、难以实现减振器工作性能最优化的问题,采用试验测试方式,结合最大输出阻尼力、响应时间、示功曲线饱满程度等多个性能评价指标分析减振器在不同外部激励电流与激振速度下性能的变化规律。研究表明：最大输出阻尼力随外部激励电流的增大而增大,且输出阻尼力在活塞运动速度较小时受活塞运动速度的影响较大,在活塞运动速度足够大时受活塞运动速度的影响较小;活塞运动速度的增加会缩短减振器响应时间,阶跃电流的大小对响应时间的影响较小,但减振器的阶跃下降响应时间比阶跃上升响应时间长;在减振器装配过程中常存在的磁流变液灌装不足与体积补偿装置气体压强选择不当的问题会造成示功曲线发生畸变导致减振器的能量耗散性下降。研究结果可为磁流变液减振器的性能优化提供参考依据。     

磁流变液及磁流变阻尼器特性浅析

磁流变技术是目前国内外研究的特点。本文对磁流变阻尼器的研究发展进行了介绍，重点论述了磁流变液及磁流变阻尼器的特性。     

基于整车分析的磁流变减振器优化研究EI北大核心CSCD

针对现有车用磁流变减振器设计优化过程中的不足,全面分析了设计参数约束关系并筛选出核心设计参数。针对磁场中的重要设计参数设计动态约束条件,并基于磁场有限元仿真结果采用神经网络来拟合参数边界模型,缩小优化范围;基于天棚阻尼控制思想设计了多参数反馈整车控制算法并进行了参数优化。创建了包含整车模型、控制器模型、减振器模型、执行器响应模型的联合仿真平台,以车身总加权加速度为指标,使用遗传算法对减振器设计参数进行了全局优化,结果表明优化后的减振器能更好的满足悬架控制需求,配合整车控制算法可以有效改善车辆行驶平顺性。     

磁流变纳米复合材料减振器的磁路分析

为解决磁流变纳米复合材料减振器磁路设计问题,研究了磁流变纳米复合材料减振器磁路计算方法,并对磁流变纳米复合材料减振器的结构进行改善,利用ANSYS软件对改善后磁流变纳米复合材料减振器磁路进行了仿真分析,仿真结果与理论相结合,验证磁路计算及结构改善的正确性。改善后磁流变纳米复合材料处磁场强度最先达到饱和状态,对磁流变纳米复合材料减振器磁路的设计及优化提供了有效的思路和方法。     

剪切阀式履带车辆磁流变减振器阻尼特性分析和测试

本文对剪切阀式磁流变减振器的原理和结构做了概括的介绍,根据Bingham流体模型,对其阻尼特性进行了深入的理论分析研究,设计和制作了履带车辆磁流变减振器,并对其阻尼特性进行了实验测试,依据实验数据,对剪切阀式履带车辆磁流变减振器的阻尼性能进行了讨论.     

硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析

建立硅橡胶的有限元模型,以固有频率为评判标准,选择可靠的非线性瞬态分析方法以及硅橡胶超弹性本构模型对其进行动态特性分析。首先建立减振系统的有限元模型,通过理论分析,选用单步Houbolt法计算了常用的橡胶超弹性本构模型对应的减振器的加速度响应,然后进行傅里叶变换,从而提取出固有频率;接着通过基于锤击法自主研制的振动测试系统进行实验测得减振器固有频率。两者结果比较验证了单步Houbolt法的可靠性,同时表明用Signiorini模型模拟硅橡胶材料的动态特性是更为合理的。在此基础上,分析了硅橡胶减振器轴向尺寸和径向尺寸参数对其动态特性的影响,从而为硅橡胶减振器的设计与应用提供了理论依据。     

硅橡胶减振器的有限元建模与动态特性分析

建立硅橡胶的有限元模型,以固有频率为评判标准,选择可靠的非线性瞬态分析方法以及硅橡胶超弹性本构模型对其进行动态特性分析。首先建立减振系统的有限元模型,通过理论分析,选用单步Houbolt法计算了常用的橡胶超弹性本构模型对应的减振器的加速度响应,然后进行傅里叶变换,从而提取出固有频率;接着通过基于锤击法自主研制的振动测试系统进行实验测得减振器固有频率。两者结果比较验证了单步Houbolt法的可靠性,同时表明用Signiorini模型模拟硅橡胶材料的动态特性是更为合理的。在此基础上,分析了硅橡胶减振器轴向尺寸和径向尺寸参数对其动态特性的影响,从而为硅橡胶减振器的设计与应用提供了理论依据。     

汽车悬架磁流变减振器模型分析及半主动控制策略研究

用多项式模型作为磁流变减振器的力学模型,研究了传统"开-关"型半主动控制的阻尼力跳跃对汽车簧载质量振动加速度产生的不利影响,针对1/2汽车模型对具有磁流变减振器的汽车悬架简单模糊和自适应模糊神经半主动控制策略进行了数值仿真,基于数值仿真结果分析了各控制策略的效果.     

半主动液压减振器动态特性建模与试验研究

开发了一种具有阻尼切换功能的两级阻尼半主动液压减振器,利用MTS831对其动态特性进行了测试分析。基于流-固耦合有限元方法对该减振器的动态特性进行了建模与分析;计算结果表明,减振器阻尼力试验值与计算值偏差15%,为此验证了模型的正确性;分析了减振器油液的黏度、阻尼孔的直径等参数对减振器性能的影响。该试验方法与建模方法,可用于半主动液压减振器的开发与研究。     

考虑迟滞特性的多级刚度扭转减振器建模及试验验证

利用双曲正切拟合函数,建立了可推广的考虑迟滞特性的多级刚度扭转减振器扭矩传递特性数学模型,并通过了试制的多级刚度扭转减振器特性台架试验验证。探讨了基于不同拟合因子的双曲正切函数在阶跃函数和分段线性函数拟合中的应用。针对具有非对称特性的两级和三级刚度扭转减振器,建立了考虑迟滞特性的扭转减振器扭矩传递特性的非连续、不可微分的数学模型,之后利用双曲正切拟合函数重新推导了建立的扭转减振器扭矩传递特性模型,并将结果推广至多级刚度扭转减振器。利用扭转减振器台架试验,验证了利用双曲正切函数拟合的可推广的多级刚度扭转减振器扭矩传递特性模型的有效性。