汽车减振器阻尼特性的仿真分析(精)

阻尼振动的实际案例分析在我们的日常生活和工程领域中，阻尼振动现象无处不在。

阻尼振动是指振动系统在振动过程中由于受到阻力的作用，其振幅逐渐减小的振动。

为了更好地理解阻尼振动，让我们通过一些实际案例来进行深入分析。

首先，让我们来看看汽车减震系统中的阻尼振动。

当汽车行驶在不平坦的路面上时，车轮会上下跳动，产生振动。

如果没有减震系统，这种振动将会持续较长时间，不仅会影响乘坐的舒适性，还可能对车辆的结构造成损害。

而减震系统中的减震器就起到了提供阻尼的作用。

减震器通常由液压或气压装置组成。

当车轮向上跳动时，减震器中的活塞会压缩油液或气体，产生阻力，消耗振动能量，使振幅逐渐减小。

同样，当车轮向下运动时，减震器也会产生相反方向的阻力，抑制振动的幅度。

通过这种方式，汽车的振动能够在较短的时间内衰减到可以接受的程度，保证了行驶的平稳性和安全性。

另一个常见的阻尼振动案例是乐器中的琴弦振动。

以吉他为例，当我们拨动琴弦时，琴弦会开始振动并发出声音。

然而，如果没有阻尼作用，琴弦将持续振动很长时间，声音会变得绵长而不清晰。

在吉他中，琴弦的阻尼主要来自两个方面。

一是空气的阻力，虽然空气阻力相对较小，但在长时间的振动过程中也会逐渐消耗能量。

更重要的是，手指按弦或者使用拨片止弦时，会对琴弦施加摩擦力，从而迅速减小振动的振幅。

这种阻尼的控制使得吉他能够演奏出各种节奏和音符，产生丰富多样的音乐效果。

再来看建筑结构中的阻尼振动。

在地震等自然灾害发生时，建筑物会受到强烈的振动。

如果没有有效的阻尼措施，建筑物可能会因为过度振动而发生损坏甚至倒塌。

为了增加建筑结构的阻尼，工程师们采用了多种方法。

一种常见的方法是在建筑物中安装阻尼器，如粘滞阻尼器或金属阻尼器。

粘滞阻尼器利用液体的粘性阻力来消耗振动能量，金属阻尼器则通过金属材料的塑性变形来吸收能量。

这些阻尼器可以有效地减小建筑物在地震中的振动幅度，提高其抗震性能。

此外，一些大型桥梁在受到风荷载或车辆荷载作用时也会发生振动。

在非正常作业工况，挖掘力按200kN考虑时，整车的最大当量应力为2192MPa，其余应力分布与正常作业状态，挖掘力按40kN计算时相当，且最大应力有所缓解，主要是因为，挖掘力增大，对中梁位置产生弯矩及向上的拉应力。

但挖掘支撑腹板上应力显著增大，由正常状态下的最大应力25MPa增加值118MPa（如图10-11所示）。

第四工况下，当量应力图如图12所示。

整车的最大当量应力为137MPa，与第一工况下应力分布相当，主要区别125t压力下该位置应力达用要求，经过加8mm降为135MPa，效果十分显著。

梁连接位置下平面上增加过渡圆弧筋板，时牵引梁下方开孔位置的应力集中。

今后类似设计的原则应该坚持。

参考文献:[1]李洪军，李欢图12双筒式减振器工作过程主要包括复原行程和压缩行程。

当行驶路面存在凸起障碍时，车轮相对于车身向上跳动，此时活塞杆带动活塞总成向压缩腔运动，减振器处于压缩行程，造成压缩腔体积减小，油压开始升高，一部分液式中：Q为流经小孔的流量；0.6-0.65；A为小孔面积；压差。

当长径比0.5<l/d⩽4计算公式为：式中：f为阀片开度。

减振器在工作时，流经活塞总成的流量成的流量Q C计算公式为：式中：S h为活塞面积；动速度。

生的阻尼力为：式中：P1为复原腔压强，P2为压缩腔压强，内部的摩擦力。

当压缩阀片未开阀时，上腔压差主要由活塞缝隙压活塞孔压差和流通阀变形开启的缝隙压差组成。

下腔压差由底阀孔压差、压缩阀片节流孔压差提供；阀片极坐标系，式中：r为极半径；常数p的压力；E为阀片组弹性模量；h为阀片组的厚度；根据长城系数法求解[8]，式（8）的通解为：1.压缩腔；2.活塞总成；3.导向环；4.油封；5.活塞杆；6.复原腔；7.防撞块；8.缸筒；9.补偿腔；10.底阀总成.图1双筒式减振器结构示意图（a）某型减振器（b）减振器台架图2减振器台架实验图对该减振器进行台架实验，2所示。

以30mm的正弦激励作为输入激励，经过模型仿真和实验得到的减振器示功图如图3所示。

——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。

阻尼振动的实际案例分析在我们的日常生活和众多的工程领域中，阻尼振动现象无处不在。

阻尼振动是指在振动过程中，由于阻力的作用，振动系统的能量逐渐减少，振幅逐渐减小的振动。

为了更深入地理解阻尼振动，让我们一起来探讨一些实际案例。

首先，让我们看看汽车减震系统中的阻尼振动。

当汽车行驶在不平坦的道路上时，车轮会受到来自路面的冲击而产生振动。

如果没有减震系统，这种振动将会传递到车身，使乘客感到极度不适，甚至影响行车安全。

汽车减震系统中的减震器就是利用阻尼原理来减少振动的。

减震器内部通常充满了油液，并包含一个活塞。

当车轮上下振动时，活塞在油液中运动，油液通过小孔时产生阻力，从而消耗振动能量。

这种阻力的大小可以通过调整小孔的尺寸和油液的粘度来控制。

优质的减震系统能够在快速吸收振动能量的同时，保持车辆的稳定性和操控性。

不同类型的汽车，如轿车、越野车和赛车，其减震系统的阻尼特性会根据车辆的用途和性能要求进行专门设计。

另一个常见的阻尼振动案例是钟摆的运动。

在理想情况下，没有空气阻力和摩擦，钟摆会一直以相同的振幅和周期摆动下去。

但在实际中，空气阻力和钟摆轴的摩擦会导致能量逐渐损耗，振幅逐渐减小。

为了减小阻尼的影响，提高钟摆的精度，一些高精度的时钟会采用特殊的材料和制造工艺来减少摩擦，并将钟摆放置在真空环境中以消除空气阻力。

在建筑结构中，阻尼振动也起着重要的作用。

例如，在高层建筑中，风荷载可能会引起结构的振动。

为了减小这种振动对建筑安全性和舒适性的影响，工程师会采用各种阻尼装置。

一种常见的阻尼装置是调谐质量阻尼器（TMD）。

TMD 通常由一个质量块、弹簧和阻尼器组成。

它的工作原理是通过调整质量块的质量、弹簧的刚度和阻尼器的阻尼系数，使其与建筑结构的振动频率相匹配。

当建筑结构受到风荷载等外部激励而振动时，TMD 会产生相反的作用力，消耗振动能量，从而减小结构的振动幅度。

例如，台北 101 大楼就安装了一个巨大的 TMD，有效地减轻了风振对大楼的影响。

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。

车辆减振器动态特性的仿真研究的开题报告一、选题背景车辆减振器作为车辆运动学与乘车舒适性的重要组成部分，具有很高的研究价值。

在现代地面交通领域，车辆制造业正向更为高速、更加先进、更为安全的方向发展，而减振器的作用在其中至关重要。

目前，已经有很多学者针对车辆减振器的静态特性（如弹性特性、阻尼特性等）进行了深入研究，在这些研究的基础上，有必要深入了解减振器在实际运行中的动态特性（如工作状态、应变应力分布等）。

在车辆制造业的发展中，提高车辆的运行稳定性和乘车舒适性已成为行业的主要目标。

为此，通过减振器动态特性仿真研究，可以得到更为清晰、深入的减振器动态特性数据，并进一步提高车辆减振器的设计和制造水平，有助于促进我国车辆制造产业的发展。

二、研究意义1. 加深对车辆减振器动态特性的理解车辆减振器动态特性是车辆运动学和乘车舒适性的重要组成部分，加深对车辆减振器动态特性的研究，有助于提高车辆的性能和舒适度。

2. 探讨车辆减振器参数对车辆性能的影响通过仿真研究，可以得出不同减振器参数对车辆性能的影响规律，有助于车辆制造企业在设计和制造车辆时有的放矢。

3. 促进我国车辆制造业的发展通过深入研究车辆减振器动态特性，可以为我国的车辆制造产业提供有力的技术支持，提高我国车辆制造业的核心竞争力。

三、研究内容1. 建立车辆减振器动态特性仿真模型基于有限元法或者其他适合的方法，建立减振器的动态特性仿真模型。

2. 研究不同减振器参数对车辆性能的影响通过变化减振器的弹性特性、阻尼特性、质量等参数，研究不同减振器参数对车辆性能的影响和规律，探讨如何通过调整减振器参数提高车辆的性能和舒适度。

3. 结合试验数据验证仿真结果利用试验技术获取车辆减振器动态特性相关数据，与仿真结果进行比较，验证减振器动态特性仿真模型的准确性。

四、研究方法1. 基于有限元法或其他适合的方法，建立车辆减振器的动态特性仿真模型。

2. 利用现代仿真技术和数值计算方法，对减振器的动态特性进行解析。

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。

减振器阻尼对车辆侧倾稳定性影响的仿真研究作者：王灵龙邹博维来源：《中国测试》2017年第07期摘要：质心较高的车辆在行驶过程中由于转弯等操作发生侧倾对车辆操纵稳定性的影响较大，甚至会导致车辆侧翻事故的发生，该文以提高SUV等高质心车辆的侧倾性能为目的进行相关研究。

为增加减振器阻尼力来提高车辆的侧倾稳定性，对1/2车辆模型进行研究，提出一种新的车辆侧倾稳定性控制方法，通过Matlab/Simulink与CarSim进行联合仿真，验证提出的控制策略在保证车辆平顺性的同时能有效提高车辆的侧倾稳定性并达到防止车辆侧翻的效果。

通过采用可调阻尼减振器的半主动悬架对车辆进行控制，可提高车辆的侧倾稳定性，防止SUV等高质心车辆因侧倾过大导致侧倾稳定性变差甚至发生侧翻，预防交通事故的发生。

关键词：侧倾稳定性；侧翻；可变阻尼减振器；控制策略文献标志码：A 文章编号：1674-5124（2017）07-0139-060 引言近年来，我国SUV市场需求增长迅速，按2006～2014年的销售数据，SUV市场份额已从2006年的4.4%上升到21.3%，基本实现年均21.8%的增长[1-2]。

然而由于车辆质心较高，车辆在高速行驶过程中，驾驶员为躲避障碍物而进行的紧急转向或类似操作时，会导致车身侧倾严重[3]。

这种特性不仅对车辆的操控性有较大影响，而且在极端情况下可能会导致车辆侧翻，形成安全事故。

为提高车辆侧倾稳定性，可对车辆安装主动悬架，但主动悬架控制车辆侧倾除需要复杂的控制理论外，还需要对车辆底盘及悬架重新设计布置，实施难度大，成本高。

文献[4]提出车辆的侧翻阈值随阻尼比（δ=C2■）的增大而增加，所以可以尝试通过增大减振器阻尼的方法来提高车辆的侧倾刚度。

然而对被动悬架而言，增大阻尼会影响车辆的平顺性[5]。

所以，本文提出根据行驶工况来改变阻尼级别的可调阻尼减振器来提高车辆抗侧倾能力的设想并对此进行研究。

1 平面车辆模型分析为验证方案的可实施性，采用一个带轮胎动态特性的4自由度车辆侧倾平面模型[6]对车辆侧倾稳定性进行仿真分析，模型如图1所示。