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基于流固耦合有限元法和集总参数法模型的建模方法

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机电工程 2023年第5期40卷 739-745页

作者：杨礼康陈戈腾侯一凡浙江科技学院机械与能源工程学院浙江杭州310023 浙江省食品物流装备技术研究重点实验室浙江杭州310023

传统的半主动悬置非线性较强,难以探究其动态特性。为了更好地解决其建模过程中参数识别困难的问题,根据半主动悬置的基本原理,采用一种基于流固耦合有限元法和集总参数模型的建模方法,对其运动特性进行了理论、仿真与试验研究。首先,... 详细信息

传统的半主动悬置非线性较强,难以探究其动态特性。为了更好地解决其建模过程中参数识别困难的问题,根据半主动悬置的基本原理,采用一种基于流固耦合有限元法和集总参数模型的建模方法,对其运动特性进行了理论、仿真与试验研究。首先,根据悬置的基本原理构建了力学模型,在AMESim平台中建立了悬置结构集总参数模型;然后,采用流固耦合有限元法,提取了橡胶主簧、两个液室体积刚度、流体惯性系数和阻尼系数等关键参数;最后,将参数代入集总参数模型后完成了仿真,并通过搭建试验平台,验证了仿真结果的准确性;绘制了软硬模式下悬置系统的动刚度和阻尼角曲线,分析了其动态特性。试验结果表明:流固耦合-集总参数的建模方法精准度较高,仿真与试验对比后的动刚度和阻尼角最大误差分别为6.2%和7.4%,满足工程误差要求。研究结果表明:基于流固耦合有限元法和集总参数模型的方法不仅可用于分析悬置参数对动刚度和阻尼角的影响,也可为发动机悬置优化提供建模基础,节省了研发成本,提高了研发效率。

关键词：半主动悬置运动特性流固耦合集总参数模型动刚度阻尼角

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快速货车橡胶减振元件静、动态特性分析

快速货车橡胶减振元件静、动态特性分析

作者：张丽霞西南交通大学

学位级别：硕士

橡胶元件由于其具有良好的阻尼和吸振作用,在轨道车辆系统中的运用越来越为广泛。在早期橡胶减振元件开始进入轨道车辆系统中时,主要运用在客运车辆转向架上。近年来国内外货物列车速度开始逐渐提升,且随着欧洲对噪声控制政策的不断出台... 详细信息

橡胶元件由于其具有良好的阻尼和吸振作用,在轨道车辆系统中的运用越来越为广泛。在早期橡胶减振元件开始进入轨道车辆系统中时,主要运用在客运车辆转向架上。近年来国内外货物列车速度开始逐渐提升,且随着欧洲对噪声控制政策的不断出台,货车转向架中的橡胶件的使用也开始增多,从横向止挡、轴箱定位橡胶垫、八字橡胶弹簧到具有三向定位作用的锥形橡胶弹簧的使用,橡胶件的使用不断的提升着转向架性能,也在转向架的结构中占有越来越重要的位置。上世纪80年代末,德国DRRS转向架双圆环橡胶弹簧形式的轴箱悬挂系统的采用,对转向架性能的改善起到了重要的作用。本文借鉴双圆环橡胶弹簧作用机理,提出了一种锥形橡胶弹簧,以使其适用于我国]60km/h快速货车转向架。设计方法基于橡胶减振件的解析计算方法,采用FORTRAN语言进行编程,程序可计算得出满足尺寸要求及应用要求的径向等值及非等值锥形橡胶弹簧。鉴于轴箱悬挂系统对转向架性能的显著影响,有必要对锥形橡胶弹簧的特性进行研究。对锥形橡胶弹簧的特性研究分为静态特性研究及动态特性研究两部分内容,采用有限元软件ABAQUS进行分析。在静态特性的研究部分,由于锥形橡胶弹簧在静挠度下的橡胶材料变形属于大变形范围,若有限元计算仅采用单次网格划分,划分的网格在计算结束后会产生严重的畸变,影响有限元计算结果的精度。因此,在对橡胶弹簧进行静态特性分析时采用了多次网格重划分技术,将载荷分为多步施加,并在每次载荷施加后,对变形单元网格进行重新划分,利用ABAQUS的Map Solution技术将上步计算中产生的应力及应变映射在之后的计算中。计算结果显示多次网格重划分得到的反力较连续,重启动计算前后应力应变承接状态良好,为静态特性中橡胶大变形计算提供了一种可靠的计算方法。通过对快速货车轴箱动载荷进行分析发现,轴箱动载荷的振幅变化范围较小,但振动频率分布较广,因此对于锥形橡胶弹簧的动态特性的研究旨在研究其频率相关特性。对频率相关的动态特性的研究主要基于超-粘弹叠加本构模型。对橡胶弹簧模型施加一定的静载荷后,再施加恒幅谐波动载荷,改变动载荷频率,得到不同频率下模型力-位移曲线,即橡胶弹簧的迟滞回线。讨论了静态特性对计算误差造成的影响,提出了动态特性相关参数的计算方法,得出橡胶弹簧的动刚度及阻尼角随动载荷激励频率的变化规律,为橡胶减振器的进一步的动态特性的研究提供了参考。

关键词：橡胶弹簧静态特性网格重划动刚度阻尼角

乘用车四连杆后悬纵臂衬套对乘适性的影响研究

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汽车零部件 2021年第11期 29-34页

作者：杨权刘坚雄廖美颖陈双喜张红业广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州511434

以乘用车四连杆后悬架纵臂衬套为主要研究对象,根据其对整车乘适性的影响因子,基于其动静特性,分析在后悬固有频率下此衬套的线性段结构、静刚度、动刚度及阻尼角等对整车后排乘适性的影响;设计了该衬套的不同参数模型方案并制作了样件... 详细信息

以乘用车四连杆后悬架纵臂衬套为主要研究对象,根据其对整车乘适性的影响因子,基于其动静特性,分析在后悬固有频率下此衬套的线性段结构、静刚度、动刚度及阻尼角等对整车后排乘适性的影响;设计了该衬套的不同参数模型方案并制作了样件,计算了不同路面工况下纵臂衬套动静刚度及阻尼角与激振频率关系曲线;实车测试分析了不同方案及动静特性的纵臂衬套在主要路面工况下对整车后排乘适性的影响。结果表明:预设参数方案与实车测试结果吻合较好。最后给出了乘用车四连杆后悬纵臂衬套参数设计建议和选择原则。

关键词：纵臂衬套液压衬套静刚度动刚度阻尼角

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橡胶发动机悬置耐低温性能研究

橡胶科技 2018年第12期16卷 12-15页

作者：李云华河北省汽车减震与密封条橡胶产品工程技术研究中心河北保定072550

研究温度对纯胶发动机悬置和液封发动机悬置性能的影响、生胶和软化剂对硫化胶耐低温性能的影响以及耐低温改进配方胶料发动机悬置刚度变化。结果表明:随着温度的降低,纯胶发动机悬置和液封发动机悬置的刚度增大,液封发动机悬置阻尼特... 详细信息

研究温度对纯胶发动机悬置和液封发动机悬置性能的影响、生胶和软化剂对硫化胶耐低温性能的影响以及耐低温改进配方胶料发动机悬置刚度变化。结果表明:随着温度的降低,纯胶发动机悬置和液封发动机悬置的刚度增大,液封发动机悬置阻尼特性频率段阻尼角减小;采用天然橡胶/顺丁橡胶并用胶、低倾点软化剂可改善硫化胶低温性能,提高发动机悬置的耐低温稳定性。

关键词：发动机悬置耐低温性能刚度阻尼角天然橡胶顺丁橡胶