發(fā)布時(shí)間：2018-03-28 11:18

  本文選題：阻尼閥　切入點(diǎn)：流量系數(shù)　出處：《西南交通大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：從1997年4月1日我國鐵路第一次提速到2007年4月18日第六次提速,我國鐵路技術(shù)有了長足的進(jìn)步,尤其是從2004年開始引進(jìn)國外先進(jìn)鐵路運(yùn)輸裝備(機(jī)車和高速動(dòng)車組等)技術(shù)以來,我國鐵路運(yùn)輸裝備技術(shù)快速地提升到了世界先進(jìn)水平,但仍有部分關(guān)鍵零部件的技術(shù)仍掌握在國外公司手中。從1998年以來,我國新造鐵路機(jī)車車輛用油壓減振器幾乎都是國外品牌產(chǎn)品,究其原因是國產(chǎn)鐵路油壓減振器在工作過程中過早地出現(xiàn)功能性失效(阻尼性能指標(biāo)不合格)和結(jié)構(gòu)失效(焊縫裂紋、螺紋聯(lián)接松脫、橡膠關(guān)節(jié)松動(dòng)或橡膠與金屬剝離),嚴(yán)重地影響了列車運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性和乘坐舒適性。近幾年來,國外品牌的油壓減振器在使用過程中也開始出現(xiàn)上述失效現(xiàn)象�？焖傺兄瞥瞿軡M足現(xiàn)代鐵路高端運(yùn)輸裝備需要的油壓減振器,不僅可以解決產(chǎn)品依賴進(jìn)口的局面、縮短生產(chǎn)周期、降低制造成本,而且填補(bǔ)我國鐵路高端運(yùn)輸裝備用油壓減振器自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空白,對(duì)我國擁有鐵路重大裝備關(guān)鍵部件核心制造技術(shù)具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。本文以鐵路機(jī)車車輛油壓減振器在使用過程中出現(xiàn)功能失效和結(jié)構(gòu)失效為研究對(duì)象,在跟蹤減振器國際前沿研究的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)、理論研究和仿真計(jì)算等手段,深入地探討了減振器產(chǎn)生功能失效和結(jié)構(gòu)失效的機(jī)理,并提出了解決措施。通過本課題的研究,以期使油壓減振器從理論設(shè)計(jì)到制造過程控制達(dá)到國際先進(jìn)水平,縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭能力。本課題研究的主要內(nèi)容如下：(1)在分析和諧機(jī)車一系垂向油壓減振器結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上,通過大量實(shí)驗(yàn)獲取了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了減振器阻尼調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,提出了各阻尼調(diào)節(jié)閥開啟條件、順序準(zhǔn)則和各阻尼閥主要參數(shù)求解方法。通過多個(gè)阻尼閥按規(guī)定條件順序開啟產(chǎn)生的多條變曲線來擬合成減振器所需要的在較大振動(dòng)速度區(qū)間的兩種近似線性的阻尼特性曲線。運(yùn)用MATLAB/Simuli nk系統(tǒng)仿真軟件,仿真得到減振器的動(dòng)態(tài)參數(shù)、示功圖和阻尼特性曲線；通過調(diào)整減振器中影響阻尼特性的零部件主要結(jié)構(gòu)參數(shù),使其更合理地滿足產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范中的阻尼特性指標(biāo)需求。(2)運(yùn)用Solidworks軟件建立減振器的三維幾何模型,利用ANSYS ICEM CFD平臺(tái)和STAR-CD軟件對(duì)其進(jìn)行動(dòng)網(wǎng)格劃分,得到產(chǎn)品在拉伸或壓縮過程中的整體網(wǎng)格模型,再將該網(wǎng)格模型導(dǎo)入CFX中,施加邊界條件,對(duì)產(chǎn)品在不同運(yùn)動(dòng)速度下的流場進(jìn)行數(shù)值模擬和可視化仿真,得到減振器內(nèi)部流場分布情況(壓力云圖和速度矢量圖)及閥芯壓力分布；通過改變單一參數(shù)仿真,評(píng)價(jià)各個(gè)參數(shù)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。通過減振器內(nèi)部流場分析,得出了減振器產(chǎn)生功能失效的機(jī)理：隨著減振器振動(dòng)速度增加,阻尼力隨之增大,阻尼閥內(nèi)液壓能量損失加大引起油溫上升、閥內(nèi)油液渦流加劇、氣穴加劇等現(xiàn)象。強(qiáng)渦流對(duì)阻尼調(diào)節(jié)螺蓋產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩,引起調(diào)節(jié)螺蓋松動(dòng),導(dǎo)致減振器阻尼力下降或失效；從阻尼閥流出的高溫油和渦流使儲(chǔ)油缸內(nèi)油液混入大量氣泡,如果氣泡不能迅速從油液中分離出來而通過底座單向閥進(jìn)入油缸,則會(huì)導(dǎo)致減振器示功圖出現(xiàn)畸形,使產(chǎn)品的阻尼特性不合格。通過改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),解決了阻尼調(diào)節(jié)螺蓋松動(dòng)引起的阻尼力下降和在高速振動(dòng)時(shí)出現(xiàn)示功圖畸形等問題。在CFX后處理中,提取了產(chǎn)品在各個(gè)工況下的阻尼力,繪制出了示功圖,為減振器阻尼特性仿真提供了新的方法。(3)運(yùn)用經(jīng)典力學(xué)理論校核了油缸強(qiáng)度和調(diào)壓彈簧的疲勞壽命指標(biāo)；運(yùn)用有限元法對(duì)影響減振器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了強(qiáng)度分析,揭示了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)失效的機(jī)理,提出了關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)選值,大大降低了減振器結(jié)構(gòu)失效的幾率。(4)通過減振器在線檢測實(shí)驗(yàn)研究,檢測出減振器在實(shí)際工作中的動(dòng)態(tài)參數(shù)在設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)范圍之內(nèi),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為懸掛系統(tǒng)參數(shù)的改進(jìn)和減振器持續(xù)技術(shù)升級(jí)(研究半主動(dòng)控制或全主動(dòng)控制減振器)奠定基礎(chǔ)；通過臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、耐久實(shí)驗(yàn)和通過裝車運(yùn)行考核,證明本文研究成果較好地解決了實(shí)際工程中出現(xiàn)的功能失效和結(jié)構(gòu)失效問題。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U270.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1676102