本文關(guān)鍵詞：汽車懸架減振器高精度建模技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 減振器 高精度建模 參數(shù)管理系統(tǒng) 節(jié)流閥剛度 非圓截面節(jié)流孔

【摘要】：當(dāng)前減振器企業(yè)對產(chǎn)品的設(shè)計仍主要采用設(shè)計精度不高、研發(fā)周期長、成本高的“經(jīng)驗(yàn)+反復(fù)試驗(yàn)”的傳統(tǒng)模式,主要原因在于：一方面節(jié)流閥的變形量和節(jié)流孔的節(jié)流特性的理論計算一直沒有可直接使用的精確公式,使得所建立的減振器性能參數(shù)模型的求解精度低,設(shè)計出的減振器難以滿足工程要求,需要通過樣件試驗(yàn)對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；另一方面減振器開閥后的內(nèi)部三維有限元模型由于節(jié)流閥開閥規(guī)律未知,流體與節(jié)流閥耦合面的邊界條件難以準(zhǔn)確定義,使得所建立的流場模型精度難以達(dá)到工程需求,根據(jù)流場模型分析所設(shè)計的減振器內(nèi)部流道和閥系結(jié)構(gòu)是否合理時,得到的結(jié)論存在一定偏差,仍需要通過樣件試驗(yàn)對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整。然而,在當(dāng)下整車企業(yè)倡導(dǎo)“整車-零部件同步開發(fā)”的背景下,以上的設(shè)計模式已跟不上整車企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的腳步,嚴(yán)重影響減振器公司產(chǎn)品競爭力�；诖�,本文對減振器高精度建模技術(shù)展開研究,研究工作具體如下：首先,通過調(diào)研、分析國內(nèi)學(xué)者關(guān)于減振器性能仿真的高精度建模方法,首次提出局部三維模型、整體三維模型和一維性能分析模型相結(jié)合的建模方法。結(jié)合局部三維有限元模型及減振器企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的特點(diǎn),構(gòu)建了減振器局部有限元計算參數(shù)管理系統(tǒng),即采用有限元軟件對企業(yè)現(xiàn)有的節(jié)流閥的剛度和節(jié)流孔的節(jié)流特性進(jìn)行求解,將求解結(jié)果存入減振器參數(shù)管理系統(tǒng)中,以便企業(yè)在需要時實(shí)現(xiàn)快速調(diào)用,進(jìn)一步縮短了減振器開發(fā)、調(diào)試周期。其次,選定某乘用車后懸架雙筒充氣式液壓減振器為研究對象,對減振器結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析,建立其數(shù)學(xué)模型,并在AMESir n中搭建減振器一維仿真模型。再次,驗(yàn)證局部三維模型與一維性能分析模型相結(jié)合的建模方法是否滿足高精度和高效率的要求。采用ADINA建立節(jié)流閥和節(jié)流孔的局部有限元模型,探討了快速、準(zhǔn)確地求解節(jié)流閥剛度和節(jié)流孔節(jié)流特性的方法,并將仿真獲取的節(jié)流閥剛度曲線和節(jié)流孔的壓降-體積流速曲線導(dǎo)入AMESim中進(jìn)行仿真。通過仿真與試驗(yàn)測試結(jié)果的對比可知：減振器在0.05m/s、0.3m/s、0.6m/s和1.0m/s4個工況下最大阻尼力的仿真結(jié)果與試驗(yàn)測試結(jié)果的最大誤差均小于7%、減振器做功(即示功圖圍成的面積)的最大誤差均不超過3%、速度特性曲線基本重合。并與當(dāng)前已有建模方法的精度和求解效率進(jìn)行對比,最終得出文中提出的建模方法是可行的,且該建模方法得到的模型求解精度及效率均高于已有建模方法。最后,驗(yàn)證一維性能分析模型與整體三維流場模型相結(jié)合的建模思路是否滿足高精度和高效率的要求。利用ADINA-F模塊建立減振器內(nèi)部流場的整體三維模型,探討了預(yù)留間隙對模型阻尼力的影響,發(fā)現(xiàn)由于預(yù)留間隙的存在,使得采用一個整體流場模型模擬壓縮和復(fù)原兩個過程存在較大誤差。因此,分別建立減振器壓縮過程和復(fù)原過程的流場模型,對開閥后的流場,其流體與節(jié)流閥耦合面處的邊界條件采用從一維仿真結(jié)果中提取的各節(jié)流閥開閥規(guī)律來定義,并計算了開閥前0.05m/s和開閥后0.3m/s兩工況下減振器的阻尼特性。通過仿真與試驗(yàn)測試結(jié)果的對比可知,開閥前流場模型最大阻尼力的誤差小于8%,開閥后的誤差小于3%。與當(dāng)前已有建模方法的精度和求解效率進(jìn)行對比,得出文中提出的建模方法是確實(shí)可行的,且開閥后流場模型的建模方法得到的求解精度及求解效率均高于已有模型。最后分析了開閥前后減振器內(nèi)部流場的應(yīng)力場、速度場的分布情況。
【關(guān)鍵詞】：減振器 高精度建模 參數(shù)管理系統(tǒng) 節(jié)流閥剛度 非圓截面節(jié)流孔
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.335.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3 主要工作內(nèi)容19-20
• 第二章 減振器高精度建模方法探討20-32
• 2.1 減振器高精度建模方法探討20-23
• 2.2 高精度建模方法確定23-25
• 2.3 減振器局部有限元計算參數(shù)管理系統(tǒng)25-31
• 2.3.1 減振器局部有限元計算參數(shù)管理系統(tǒng)框架25-26
• 2.3.2 建立減振器局部有限元計算參數(shù)管理系統(tǒng)26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 減振器數(shù)學(xué)模型建立32-46
• 3.1 減振器結(jié)構(gòu)及工作原理分析32-33
• 3.2 建模假設(shè)33-34
• 3.3 減振器數(shù)學(xué)模型建立34-38
• 3.3.1 復(fù)原閥初次開閥37
• 3.3.2 復(fù)原閥二次開閥37-38
• 3.4 減振器一維性能分析模型建立38-45
• 3.4.1 減振器一維模型元件說明38-43
• 3.4.2 減振器一維性能分析模型43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 一維模型參數(shù)獲取46-66
• 4.1 減振器臺架測試46-49
• 4.1.1 汽車減振器外特性試驗(yàn)46-48
• 4.1.2 汽車減振器摩擦力試驗(yàn)48
• 4.1.3 汽車充氣減振器充氣力試驗(yàn)48-49
• 4.2 采用局部有限元獲取節(jié)流閥剛度49-55
• 4.2.1 節(jié)流閥剛度特性的有限元分析方法50-52
• 4.2.2 節(jié)流閥剛度求解52-55
• 4.3 采用局部有限元獲取非圓截面節(jié)流孔節(jié)流特性55-57
• 4.3.1 采用半經(jīng)驗(yàn)公式的方法55-56
• 4.3.2 采用有限元仿真獲取壓降-體積流速的方法56
• 4.3.3 兩種模擬方法的對比分析56-57
• 4.4 一維仿真模型驗(yàn)證及節(jié)流閥開閥規(guī)律57-61
• 4.4.1 一維仿真模型驗(yàn)證57-59
• 4.4.2 節(jié)流閥開閥規(guī)律獲取59-61
• 4.5 關(guān)于有限元快速獲取節(jié)流閥剛度的結(jié)論驗(yàn)證61-64
• 4.5.1 關(guān)于有限元快速獲取節(jié)流閥剛度的結(jié)論61
• 4.5.2 結(jié)論驗(yàn)證61-64
• 4.6 減振器性能參數(shù)模型建模的精度和效率對比64
• 4.7 本章小結(jié)64-66
• 第五章 減振器內(nèi)部流場分析66-92
• 5.1 減振器整體流場模型建立66-70
• 5.1.1 整體流場模型建立的假設(shè)67
• 5.1.2 流場幾何模型建立67-69
• 5.1.3 邊界條件69
• 5.1.4 流體流動狀態(tài)確定69-70
• 5.2 整體流場模型求解70-72
• 5.3 預(yù)留間隙對阻尼力的影響72-78
• 5.3.1 理論分析探討預(yù)留間隙對阻尼力的影響72-75
• 5.3.2 CFD仿真驗(yàn)證預(yù)留間隙對阻尼力的影響75-78
• 5.4 修正后的流場模型驗(yàn)證78-82
• 5.4.1 開閥前流場模型驗(yàn)證78-80
• 5.4.2 開閥后流場模型驗(yàn)證80-82
• 5.5 減振器整體內(nèi)部流場建模的精度和效率對比82-83
• 5.6 內(nèi)部流場分析83-90
• 5.6.1 開閥前內(nèi)部流場分析83-88
• 5.6.2 開閥后內(nèi)部流場分析88-90
• 5.7 本章小結(jié)90-92
• 第六章 結(jié)論與展望92-95
• 6.1 結(jié)論92-93
• 6.2 展望93-95
• 致謝95-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研參與情況100

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：614460