减振器阻尼特性仿真及结构参数影响分析_黄安贻_图文(精)

——李仕生暋徐中明暋杨建国等带缓冲簧的汽车减振器外特性及其敏感度分析—的影响时 , 由图 7 减振器的复原阻尼力随 a可知, 着内部气压的增大而减小 ; 压缩阻尼力随着内部气压的增大而增大 ; 其敏感程度由图7 气 b 可知, 压对不同速度下的阻尼值基本上没有影响。

( 由图 8 随着油液温度的升高 , 减振 3 a可知 , 器的复原及压缩阻尼力都在减小 , 其敏感程度由 ( 阻尼力与油液温度的关系 a 图8 油液温度对减振器低速段的阻尼力影 b 可知 , 响较小 , 对中速段的阻尼力影响较大 , 而对高速段的影响有限。

( 由图 9 减振器的复原阻尼力和压 4 a可知, 缩阻尼力都随着摩擦力的增大而增大 ; 其敏感程度由图 9 摩擦力对不同速度下的阻尼力基 b 可知 , 本上没有影响。

6暋结束语 1. 毴=-3 5曟暋2. 毴=-1 0曟暋3. 毴=1 5曟图 8暋减振油液温度对减振器特性的影响 ( 不同油液温度时的速度特性曲线 b 4. 毴=4 0曟暋5. 毴=6 5曟暋6. 毴=9 0曟变形暠方法 , 建立了带缓冲簧的汽车减振器的详细数学模型 , 模型中不仅应用了流体力学及弹性力学理论 , 还考虑了流通阀、补偿阀对减振器阻尼力的影响 ; 对所建立的数学模型采用 MAT L A B软件进行仿真研究 , 将仿真结果和试验数据进行比较, 其二者较好符合 , 证明应用上述理论建立的数学模型正确可靠 ; 应用所建立的数学模型 , 分析了考虑缓冲簧时的减振器示功图的特点 , 同时还详细分析了活塞杆直径、内部气压、油液温度及摩擦采用“ 受均布载荷作用的环形薄板阀片挠曲 ( 阻尼力与摩擦力的关系 a 力等因素对减振器阻尼力的影响规律及敏感程度, 对这些复杂因素的考虑 , 使减振器阻尼特性的描述更为精确细致、更能准确地反映实际物理结构特性的规律 , 并为减振器的设计和性能预测提供了参考。

参考文献 : [ ] 1 暋L e eC T,M o o nB Y. S i m u l a t i o na n dE x e r i m e n t a l p 1. F F 0 0 N 暋3. F 0 0 N r=0暋2. r=1 r=2 4. F 0 0 N暋5. F 0 0 N暋6. F 0 0 N r=3 r=4 r=5 的影响 , 可得到如下结论 : 通过仿真阀系以外的各参数对减振器阻尼力图 9暋摩擦力对减振器特性的影响 ( 不同摩擦力时的速度特性曲线 b [ ] 2 暋L e eCT,M o o nBY. S t u d f t h eS i m u l a t i o nM o d e l yo o fa D i s l a c e m e n t-s e n s i t i v eS h o c kA b s o r b e ro fa p [ ] V e h i c l eb o n s i d e r i n h eF l u i dF o r c e J . J o u r n a l yC gt , S i n a lP r o c e s s i n 2 0 0 6, 2 0: 3 7 3 飊 3 8 8. g g [ ] F l u i d f l o wM o d e l i n J .M e c h a n i c a lS s t e m sa n d g y D i s l a c e m e n t S e n s i t i v e S h o c k A b s o r b e r U s i n p g V a l i d a t i o no fV e h i c l eD n a m i cC h a r a c t e r i s t i c sf o r y ( 由图6 随着活塞杆直径的增大 , 减 1 a可知 , , ; 振器的复原阻尼力减小压缩阻尼力增大其敏感程度由图 6 活塞杆直径对减振器的低速段 b 可知 , 的阻尼力影响较小, 而对高速段的阻尼力影响较大。

第18卷增刊2 系统仿真学报© V ol. 18 Suppl.22006年8月 Journal of System Simulation Aug., 2006汽车减振器阻尼特性的仿真分析任卫群1, 赵峰1, 张杰1,2(1.华中科技大学CAD 中心, 湖北武汉 430074; 2.万向集团技术中心, 浙江杭州311215摘要:采用系统仿真方法及MATLAB 软件,建立汽车减振器的详细模型,并进行仿真研究。

模型能反映减振器的详细物理结构,如考虑油液特性影响、阀片刚度影响、摩擦力影响等。

模型经试验校验/阻尼特性计算精度达90%,模型精度能满足实际工程问题的需要。

经二次开发形成一套能进行参数化自动建模和仿真分析的软件系统,最终在汽车减振器设计过程中形成一套阻尼特性研究的系统完整的方法。

关键词:系统仿真;汽车减振器;阻尼特性中图分类号:TP 391.77 文献标志码:A 文章编号:1004-731X (2006 S2-0957-04Simulation on Damping Behavior of Vehicle Shock AbsorberREN Wei-qun 1, ZHAO Feng 1, ZHANG Jie 1,2(1. CAD Center, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China;2. Wanxiang Group Technical Center, Hangzhou 311215, ChinaAbstract: The system simulation method and the MATLAB software were used to build a detailed model of a vehicle shock absorber. The detailed structure includes in the model , such as the hydraulic properties, the valve stiffness and the friction force. The absorber model was validated using test data and the precision is above 90%, which can fulfill the engineering requirement . An automated modeling and simulation software package based on MATLAB was developed, which could support a systematic research of vehicle shock absorbers in its design.Key words: system simulation; vehicle shock absorbers; damping behavior引言目前汽车悬架中广泛采用双向筒式液压减振器提供悬架阻尼,其动力学特性对汽车操纵稳定性、平顺性等都有重大影响,因此减振器性能预测与设计方法改善已成为重要研究课题。

新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究共3篇新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究1新型金属阻尼器减震结构的试验及理论研究随着城市化进程的不断推进，建筑物的高度和体积不断增加，地震对建筑物的破坏也成为人们极为关注的问题。

在地震中，当地基和建筑物发生相对运动时，会产生巨大的能量和毁灭性的震动波，给建筑物和人民带来极大的伤害和损失。

因此，针对地震的减震技术和装置成为人们研究的热点。

其中，金属阻尼器因其自身具备的良好减震效果被广泛应用，在建筑物结构的地震减振方面起着重要的作用。

不同于传统的铅芯阻尼器，新型金属阻尼器的主要优点在于其具有更高的阻尼比和更广泛的可控性，可以为建筑物结构的地震减振提供更好的解决方案。

本文就对新型金属阻尼器的试验及理论研究进行分析和探讨，以期为建筑物的减震设计提供参考。

一、试验研究试验是新型金属阻尼器研究的核心内容之一，通过对金属阻尼器的试验研究可以获得其具体减振效果和性能指标。

下面我们分别从试验方案、试验装置和试验结果三个方面进行分析。

（一）试验方案实验方案的设计需要考虑到金属阻尼器的结构特点、试验目的和试验要求等因素。

针对新型金属阻尼器，试验方案的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验材料的选择：试验所选用的金属材料需要具备良好的弹性、延展性和强度等性能，同时还需要考虑到成本和可操作性等因素。

2.试验样本的尺寸和形状：试验样本的尺寸和形状需要与实际使用情况相符合，可以通过模型缩放和现场测量等手段进行确定。

3.力学参数的测定：试验过程中需要测定的力学参数包括阻尼比、刚度、周期等，需要通过适当的装置和测试手段进行测定。

（二）试验装置试验装置需要满足试验方案的要求，并保证试验过程的稳定性、可重复性和数据准确性等因素。

针对新型金属阻尼器，试验装置的设计需要从以下几个方面进行考虑：1.试验台架的设计：试验台架需要保证试验样本的稳定性和可靠性，并且需要与样本的尺寸和形状相适应。

2.载荷装置的设计：载荷装置需要使用高精度的负荷传感器和测量仪器，确保加载过程的平稳和数据的准确性。

摘要减振器特性仿真可以验证减振器参数设计是否合理，及时发现设计中存在的问题，减少试验次数和费用，加快减振器设计和开发，具有很重要的经济效益和社会效益。

然而，对减振器特性仿真的研究，目前，国内外大都是利用现成的仿真软件,模型所需要参数大都需要试验获得，难以建立准确可靠的仿真模型,特性仿真数值不可靠。

本文对减振器结构和原理、各阻尼构件和局部节流压力损失进行了分析，对节流阀片阀口开度进行了探讨。

利用弯曲变形解析计算式，根据节流压力与流量以及速度之间关系，建立了减振器两次开阀速度点。

在此基础上，根据开阀前、后的油路模型，对减振器开阀前、后的特性进行了深入地分析，建立了减振器特性分段数学模型。

利用Matlab软件，对减振器特性模型施加一定频率和幅值的谐波激励，对减振器内、外特性进行仿真，并且对减振器特性影响因素进行了分析。

通过特性试验值与特性仿真值比较可知：所建立的减振器特性仿真模型是正确，特性仿真值是可靠的，对减振器设计和特性仿真具有重要的参考应用价值。

关键词：车辆工程，筒式减振器，分段数学模型，特性仿真，影响因素IAbstractThe characteristic emulation of the shock absorber can validate whether the designed parameter is proper or not, find the problems on time on the way of the designing, so experimentation and the expenditure can be reduced, then the shock absorber’s design, exploiture and yield can be greatly prompted.Therefore it is very import to the benefit of economy and society that the research of the characteristic emulation .Now the research of the characteristic emulation are mainly base on the ready-made software in homeland and fremdness. Because founding the precise model is rather difficult that the numerical value which is get by the characteristic emulation is uncertainty.For the characteristic emulation existing problems, the thesis analyzed the structure and principle of the shock absorber, the damping component and the lossing of local pressure of throttle and the uncorking of the throttle ing curved distortional resolvable calculate formulate , we can get the two critical velocity of shock absorber.Hereon bases , by analyzing fore-and-aft oil routes’ model and the characteristic emulation of the shock absorber , veracious and effective parted –mathematics’model of the shock absorber is established . By using the Matlab software to impose some frequency and breadth value on the shock absorber , emulated inside and outside of characteristic of the shock absorber and analysed effectible factors of shock absorber.By comparing the characteristic examinational value and the characteristic emulational value ,we can know the mathem atics’model is precise , .and the characteristic emulational value is dependable , It is referential importance for the design of shock absorber and the characteristic emulation.Key words: Vehicle engineering , Cylinder shock absorber , Characteristic modeling , Emulation , Effect factorsII目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言................................................ - 1 -1.1课题的背景和目的....................................... - 1 -1.1.1 研究背景........................................ - 1 -1.1.2 研究目的........................................ - 1 -1.2 减振器研究现状........................................ - 2 -1.3 本论文研究内容........................................ - 2 -第二章油液介质及其流动特性................................... - 3 -2.1 油液特性.............................................. - 3 -2.2 油液流动.............................................. - 5 -2.2.1 油液流动公式.................................... - 5 -2.2.2 油液流动分析.................................... - 6 -2.2.3 局部损失叠加原理................................ - 7 -2.3本章小结............................................... - 8 -第三章汽车筒式减振器阻尼构件分析............................. - 9 -3.1 常通节流孔............................................ - 9 -3.2 叠加阀片等效厚度与阀口开度............................ - 9 -3.2.1 叠加阀片等效厚度................................ - 9 -3.2.2 阀口开度....................................... - 10 -3.3 节流缝隙............................................. - 11 -3.4 活塞缝隙............................................. - 11 -3.5 活塞孔............................................... - 11 -3.5.1 活塞孔沿程阻力损失............................. - 12 -3.5.2 活塞孔局部阻力损失............................. - 12 -3.5.3 活塞孔等效长度的确定........................... - 13 -3.6本章小结.............................................. - 14 -第四章筒式减振器的工作原理及特性分析........................ - 15 -4.1 筒式减振器的工作原理................................. - 15 -4.1.1 复原行程....................................... - 15 -IIIIV4.1.2 压缩行程 ....................................... - 16 -4.2 复原行程特性分析 ..................................... - 16 -4.2.1 复原行程开阀速度点 ............................. - 16 -4.2.2 复原初次开阀前特性分析 ......................... - 19 -4.2.3 复原初次开阀后特性分析 ......................... - 20 -4.2.4 复原二次开阀后特性分析 ......................... - 23 -4.3 压缩行程特性分析 ..................................... - 25 -4.3.1 压缩行程开阀速度点 ............................. - 25 -4.3.2 压缩阀初次开阀前特性分析 ....................... - 26 -4.3.3 压缩阀初次开阀后特性分析 ....................... - 27 -4.3.4 压缩阀二次开阀后特性分析 ....................... - 29 -4.4 本章小结 ............................................. - 31 -第五章 汽车筒式减振器特性仿真 ................................ - 32 -5.1 减振器特性仿真的数学模型 ............................. - 32 -5.2 运动特性仿真 ......................................... - 33 -5.3 减振器外特性仿真 ..................................... - 34 -5.3.1 速度特性仿真 ................................... - 35 -5.3.2 示功图仿真 ..................................... - 36 -5.3.3 特性验证 ....................................... - 36 -5.4 减振器内特性仿真 ..................................... - 37 -5.5节流阀开度仿真 ........................................ - 38 -5.6本章小结 .............................................. - 39 -第六章 减振器特性影响因素分析 ................................ - 40 -6.1 阀片厚度h 对减振器特性的影响 ......................... - 40 -6.2 常通节流孔的大小f A 、y A 对减振器特性的影响 ........... - 40 -6.3 阀片预变形量0r f 对减振器特性的影响 .................... - 41 -6.4 活塞杆直径g d 对减振器特性的影响 ...................... - 41 -6.5 温度对减振器特性的影响 ............................... - 42 -6.6 本章小结 ............................................. - 43 - 结 论 ....................................................... - 44 - 参考文献 ..................................................... - 45 - 致 谢 ........................................... 错误！未定义书签。

1前言磁流变减振器是基于磁流变液可控特性的一种新型可控减振器，其内部的磁流变液表观粘度可随剪切速率和外加磁场的变化而改变，从而产生不同的阻尼力。

磁流变减振器的阻尼力可在几毫秒之内实现无级调节，并能够根据系统的振动特性实现悬架振动的在线主动控制。

磁流变减振器制造工艺相对简单、减振效果易于控制。

工业发达国家开展了磁流变减振器相关理论和试验研究，并开发了各种汽车悬架磁流变减振器[1，2]；我国在这方面研究还处于起步阶段，主要研究的是双筒、双出杆、非充气式的磁流变减振器[3，4]。

本文针对一种车辆单筒充气磁流变减振器，分析研究了磁流变减振器主要参数对阻尼力的影响，并用相对灵敏度法研究比较了各主要参数对阻尼力的影响大小，为磁流变减振器的设计提供了理论基础。

2单筒充气磁流变减振器工作原理图1所示为基于流动模式[5]的单筒充气磁流变减振器结构，其中，活塞将工作油缸分为上、下两腔，电磁线圈被封存于活塞内部，并通过空心活塞杆引出电线。

给电磁线圈通入不同的外加电流将产生不同的磁场，从而调节减振器环形阻尼通道之间磁流变液的流动粘度，实现了对阻尼力大小的控制。

由于采用单伸出结构，活塞杆在减振器筒内占用一部分体积，使得在拉伸过程中由上腔经阻尼通道流入下车辆单筒充气磁流变减振器的阻尼力影响因素及灵敏度分析*贾永枢1，3陈宴勤2周孔亢3（1.浙江工贸职业技术学院；2.煤炭科学研究总院；3.江苏大学）【摘要】介绍了一种车辆单筒充气磁流变减振器的结构和工作原理。

利用该减振器阻尼力数学模型仿真分析了剪切屈服应力、体积补偿压力、磁流变液零磁场粘度、活塞有效长度、阻尼通道间隙和活塞半径等参数对阻尼力的影响规律，利用相对灵敏度分析法比较了各参数对阻尼力的影响权重。

结果表明，活塞半径灵敏度和权重最大，对阻尼力影响最大；而体积补偿压力灵敏度和权重最小，对阻尼力影响最小。

主题词：磁流变减振器阻尼力灵敏度分析中图分类号：U463.33+5.1文献标识码：A文章编号：1000－3703（2009）06－0033－04Influencing Factor and Sensitivity Analysis on the DampingForce of Vehicle Mono-tube and Air-charged MRF DamperJian Yongshu1,3,Chen Yanqin2,Zhou Kongkang3（1.Zhejiang Industry&Trade Vocational College；2.China Coal Research Institute；3.Jiangsu University）【Abstract】The structure and working principle of a vehicle mono-tube and air-charged magneto-rheological fluids (MRF)damper are introduced.The damping force mathematical model is used to analyze the influence rule of shearing yield stress,volume compensating pressure,magneto-rheological fluid-zero magnetic field viscosity,piston effective length,damping channel gap and piston radius etc on damping force,and the relative sensitivity analysis method is used to compare influence weight of parameters on damping force.The results show that the piston radius sensitivity has the max.weight and the influence on damping force is the highest;the volume compensating pressure sensitivity has the min. weight and the influence on damping force is the lowest.Key words：MRF damper,damping force,sensitivity analysis*基金项目：浙江省教育厅（20061616）和江苏大学博士创新基金（b2005014）资助项目。