雙筒閥片型減振器的阻尼特性及動力學研究.pdf

1、與小汽車、客車和載重車相比，農(nóng)用車輛、林業(yè)車輛、拖拉機和部分工程車輛等都存在著劇烈的振動現(xiàn)象。隨著車輛行駛速度的逐漸提高，這一問題愈加的突出，同時隨著車輛向著大型化、高速化、舒適性方向發(fā)展，車輛的舒適性已經(jīng)成為消費者關注的主要內(nèi)容之一。研究表明，減振器是車輛進行振動的衰減的重要元件。基于車輛對減振器阻尼特性的要求，結合當前國內(nèi)外在減振器方面的研究現(xiàn)狀，選用減振器的主流使用型號S30型閥片式減振器，研制了可拆卸式阻尼可調(diào)減振器以及試驗臺架

2、。對減振器的結構進行深入分析，基于流體力學理論，建立了減振器的理論數(shù)學模型。對減振器的活塞閥系節(jié)流閥片的變形進行理論分析，采用有限元方法和流固耦合計算方法對節(jié)流閥片的變形進行深入研究，對小撓度理論中，減振器節(jié)流閥片計算公式中的閥片變形系數(shù)進行了修正。選擇CAISIM軟件，分析減振器復原阻尼大小、阻尼特性的非對稱性和減振器阻尼的不同數(shù)學模型，對汽車動力學的影響，主要完成的工作和取得的結論歸納如下:
　　1、減振器內(nèi)特性的阻尼特性研究

3、。在分析減振器阻尼結構的基礎上，建立減振器阻尼數(shù)學模型。設計并研制了可拆卸式的阻尼可調(diào)減振器，對影響減振器阻尼特性的活塞節(jié)流孔直徑、節(jié)流閥片的片數(shù)、限位閥的外徑和旁通可調(diào)節(jié)節(jié)流孔直徑進行了詳細的試驗研究。研究結果表明，活塞節(jié)流孔直徑、限位閥的外徑和旁通可調(diào)節(jié)節(jié)流孔直徑對減振器阻尼特性的影響較大。其中，當節(jié)流閥片的數(shù)量超過一定范圍時，其數(shù)量的增加，對減振器阻尼的影響較小。限位閥的外徑的調(diào)整，是對減振器阻尼調(diào)節(jié)影響最大。旁通節(jié)流孔直徑在0～

4、φ3mm范圍內(nèi)，復原阻尼力減小幅度最大，在φ3mm～φ4mm范圍內(nèi)次之，當旁通孔直徑大于φ4 mm時，其阻尼力變化不再明顯。
　　2、采用有限元方法，對減振器節(jié)流閥片變形量的研究。根據(jù)減振器的工作過程，結合減振器實體結構尺寸和試驗結果，對減振器節(jié)流閥片的變形計算進行深入分析。根據(jù)減振器實體建立減振器單片閥片與疊加閥片的有限元模型，采用ANSYS平臺的STRUCTURE模塊，對減振器閥片的變形大小進行細致研究。研究結果表明，采用小撓

5、度理論及大撓度理論對減振器閥片的變形量進行計算都有其局限性。定義新的變形系數(shù):“Cn”，對減振器閥片的變形計算公式中的閥片變形系數(shù)進行修正。
　　3、采用流固耦合方法，對減振器節(jié)流閥片變形量的研究?；诹黧w力學和固體力學等相關理論，建立減振器節(jié)流閥片變形計算的流固耦合模型。運用ANSYS平臺的STRUCTURE模塊、FLUENT模塊和SYSTEM COUPLING模塊，對減振器節(jié)流閥片的變形進行單向流固耦合和雙向流固耦合仿真，進一

6、步的分析了閥片在流體載荷作用下的變形規(guī)律。并對三種不同方法計算減振器閥片變形的大小進行比較分析。研究結果表明，采用有限元法對閥片變形的計算數(shù)值較流固耦合計算的數(shù)值最大。
　　4、減振器阻尼特性對汽車動力學特性影響規(guī)律的研究?；贑ARSIM軟件，開發(fā)了減振器阻尼特性對汽車動力學影響的模擬試驗程序，選取四種不同的典型工況，分別進行了減振器復原阻尼的大小、減振器阻尼特性的非對稱性和減振器不同數(shù)學模型對汽車動力學的影響。研究結果表明，通

7、過階躍輸入的路況時（小障礙和大坡），減振器的復原阻尼力大小對車輛的振動影響較大。隨著復原阻尼力的增加，車輛的振動能量減少，車輛的舒適性增強。車輛在粗糙的路面上（搓板路）運動時，隨著減振器復原阻尼的減少，車輛的振動先減小后增加，說明對地在粗糙路面上運動時的汽車，阻尼過大過小都會引起振動情況的加劇。車輛進行雙移線運動時，隨著減振器的阻尼值增加，車輛垂向振動和俯仰振動能量減少，車輛的側傾角、搖擺角、搖擺角速度、動載荷均受其影響較小。采用非對稱

8、阻尼的車輛，較采用對稱性阻尼時的車輛舒適性有明顯增強。建立了減振器的三種數(shù)學模型:線性模型，兩段非對稱模型和多項式模型。隨著減振器數(shù)學模型復雜程度的增加，車輛的振動響應值越接近減振器實際阻尼特性引起的響應值。其中，兩段非對稱模型和多項式模型的響應值較為接近。
　　通過本課題的研究，為非公路車輛及公路車輛懸架設計中的減振器選型，減振器的結構設計，可調(diào)減振器的結構設計，被懸架的匹配，可控制懸架中可調(diào)阻尼的變化區(qū)間的設置和控制策略的制定