隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展,車輛的功能也變得多樣化,用戶在追求多功能操作的同時(shí)對(duì)汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性等方面的性能要求也越來越高。然而,減振器對(duì)這些性能有著至關(guān)重要的影響。減振器的性能好壞則是通過其阻尼特性反映出來,因此需把阻尼特性作為性能設(shè)計(jì)時(shí)的重要指標(biāo)。而我國(guó)目前的減振器設(shè)計(jì)水平仍然較低,傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法又需耗費(fèi)大量時(shí)間,故對(duì)減振器阻尼特性的仿真研究就成了一項(xiàng)重要的研究課題。目前,車輛上較多的采用筒式液壓減振器,該結(jié)構(gòu)減振器具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、體積也較小,且能夠產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的阻尼外特性等優(yōu)點(diǎn)。其阻尼力通常是由外特性表征,即通過試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)在不同頻率下利用固定幅值的正弦激勵(lì)作為輸入,測(cè)得的相應(yīng)頻率下該結(jié)構(gòu)減振器的阻尼-位移曲線和阻尼-速度曲線。但是由于這樣的試驗(yàn)很難找到阻尼特性與減振器的各組成部件的量化關(guān)系,所以,如果要對(duì)該減振器進(jìn)行優(yōu)化使其更匹配于車輛時(shí),則需調(diào)整眾多參數(shù)中的多個(gè)參數(shù)時(shí),還需要進(jìn)行大量的試驗(yàn),若盲目地調(diào)整某一個(gè)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn),調(diào)整后的減振器性能很可能不滿足期望要求,必須再進(jìn)行調(diào)整,使得試驗(yàn)工作量巨大。因此要建立一套仿真計(jì)算理論,在更改減振器的參數(shù)后通過仿真計(jì)算得出阻尼特性,不僅能減輕工作量、節(jié)約成本,而且對(duì)其開發(fā)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)調(diào)試等具有參考價(jià)值。本文分為流固耦合仿真分析、數(shù)學(xué)模型仿真分析與關(guān)鍵閥系設(shè)計(jì)以及試驗(yàn)調(diào)試方法研究這四個(gè)部分。首先,針對(duì)汽車筒式液壓減振器建立了有限元分析模型,在結(jié)合力學(xué)理論以及流固耦合相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,通過利用ADINA軟件進(jìn)行液固有限元模型的仿真分析,得出了液壓減振器復(fù)原阻尼力-速度特性,為減振器的阻尼特性優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。同時(shí),為了研究零部件參數(shù)的尺寸偏差對(duì)阻尼特性的影響,根據(jù)偏差范圍適當(dāng)更改參數(shù)尺寸并重新建立有限元模型。然后,經(jīng)仿真分析得出結(jié)果,并將其與之前的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)照比較,得出了應(yīng)用流固耦合仿真分析方法不能夠有效分析零部件參數(shù)偏差對(duì)阻尼特性的靈敏度影響。其次,建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行仿真分析。同時(shí),將零部件尺寸的偏差值等作為研究對(duì)象分析確定相關(guān)阻尼力影響因數(shù),并有助于進(jìn)一步提高減振器性能的可靠性。此外,將數(shù)學(xué)模型仿真結(jié)果與流固耦合分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,得出兩者之間的仿真精度差異與各自的性能特點(diǎn)。再次,針對(duì)減振器關(guān)鍵閥件進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)裝入此閥系的減振器進(jìn)行分析與試驗(yàn)測(cè)試。在對(duì)該減振器結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行闡述的同時(shí),利用以上的仿真分析方法對(duì)其進(jìn)行研究,并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比得出數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。同時(shí)利用該可變阻尼減振器的試驗(yàn)結(jié)果,得出減振器調(diào)節(jié)旋鈕的轉(zhuǎn)角與輸出阻尼力的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。此外,對(duì)減振器阻尼閥芯進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì),滿足不同減振器性能的阻尼力要求。然后,為了使減振器獲得更佳的阻尼性能和使用壽命等,對(duì)其注油量進(jìn)行理論計(jì)算分析;同時(shí),結(jié)合減振器實(shí)際的試驗(yàn)調(diào)試情況,對(duì)減振器試驗(yàn)調(diào)試方法進(jìn)行研究,指導(dǎo)后續(xù)的減振器試驗(yàn)調(diào)試過程。最后,本文對(duì)筒式液壓減振器已做的研究進(jìn)行總結(jié),指出論文的創(chuàng)新點(diǎn),包括流固耦合和數(shù)學(xué)模型的仿真分析方法以及阻尼可調(diào)減振器關(guān)鍵閥系的設(shè)計(jì)等,并最終對(duì)下一步研究提出相關(guān)展望。
【學(xué)位單位】：浙江科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.335.1
【部分圖文】：

性和操縱穩(wěn)定性。減振器的性能好壞則是通過它的阻尼特性反映出來的，在開發(fā)時(shí)阻尼特性是重要的指標(biāo)。然而，我國(guó)目前的減振器設(shè)計(jì)開發(fā)水平仍然，而且傳統(tǒng)的阻尼特性試驗(yàn)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)試，不僅需要耗費(fèi)大量時(shí)間，而且阻尼力不一定能夠很好的滿足實(shí)際裝車要求。減振器在滿足裝車性能要求的同時(shí)，還需考慮裝車的結(jié)構(gòu)以及尺寸，其按可大致分為杠桿類型減振器、充氣類型阻尼器、干摩擦式減振器等等。目前輛上廣泛采用筒式，該類型阻尼器有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的力等優(yōu)點(diǎn)。然而，液壓阻尼器又分為單筒的和雙筒的，其中雙筒減振器發(fā)展較長(zhǎng)，技術(shù)相對(duì)單筒較成熟，但當(dāng)減振器運(yùn)動(dòng)較為劇烈時(shí)散熱效果較差；而減振器由于只有一層筒壁，散熱更好，而且阻尼線性也更好；然而由于油液可壓縮性，所以單筒減振器要另外加設(shè)浮動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)，通過壓縮氣體實(shí)現(xiàn)減在運(yùn)動(dòng)過程中有桿腔與無桿腔的體積差消除，兩者具體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1-1 和 示。

圖 1-2 雙筒液壓減振器示意圖但是，由于其阻尼力外特性通常是通過實(shí)驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)在不同頻率下利用固定的正弦激勵(lì)作為輸入，得到的相應(yīng)頻率下的該減振器阻尼-位移曲線還有阻度曲線。此外，該試驗(yàn)很難尋找到阻尼力值以及減振器各組成零部件的量化。當(dāng)對(duì)液壓減振器進(jìn)行性能優(yōu)化使其匹配于整車的平順性時(shí)，則需要對(duì)眾多中的某一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)將需要再次進(jìn)行大量的試驗(yàn)測(cè)試，不作的量較大，而且還包含了耗費(fèi)人力財(cái)力的問題，更主要的是經(jīng)過調(diào)整后的器的性能仍存在不滿足期望要求的可能性，就仍然要進(jìn)一步調(diào)整相關(guān)參數(shù)，工作循環(huán)往復(fù)，操作難度較大。因此如果能建立一套仿真計(jì)算模型，在更改器參數(shù)后通過仿真計(jì)算得出阻尼特性結(jié)果，從而可以在生產(chǎn)前有明確的調(diào)整以及進(jìn)行更精確的調(diào)整，然后再進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，不僅能夠減輕制作工作量、較少本，而且能夠得到更好的減振器性能。

圖 1-3 減振器外特性試驗(yàn)臺(tái)架特性曲線是通過將樣機(jī)安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，外頻率的正弦激勵(lì)之下，然后獲得不同情況下-位移曲線（如圖 1-4）。在這樣的基礎(chǔ)上，如需要調(diào)整非常多的參數(shù)，而且必須做大量的，我們才能找到穩(wěn)定地改良減振器阻尼特性，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng)，而且可能出現(xiàn)很多的能不穩(wěn)定，不足以滿足設(shè)計(jì)者的要求，就必振器參數(shù)，再進(jìn)行大量的反復(fù)試驗(yàn)測(cè)試，工的工作性能[5-7]。
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本文編號(hào)：2846509