油气弹簧阻尼结构的特性研究

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1、油气弹簧阻尼结构的特性研究杨猛2015年1月中图分类号：U463.334.3UDC分类号：629油气弹簧阻尼结构的特性研究作者姓名杨猛学院名称机械与车辆学院指导教师张振华研究员答辩委员会主席李晓雷教授申请学位工学硕士学科专业航空宇航科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月StudyonHydro-pneumaticSpringDampingStructureCandidateName：YangMengSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:P

2、rof.ZhangZhenhuaChair,ThesisCommittee：Prof.LiXiaoleiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

3、研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要油气弹簧以其优异的非线性特性在大载重量的自卸车以及重型越野车上得到广泛应用。随着时代的发展，我国的汽车行业也得到长足的进步，现有的汽车性能已经无法满足人们对平顺性和操纵稳定性日益提高的需要。而悬架的性能将直接影响车辆的平顺性和操纵稳定性，油气弹簧是油气悬挂的核心部件，所以，提高油气弹簧的刚度特性和阻尼结构的特性则显得尤为重要。对油

4、气弹簧阻尼结构的特性传统的优化方法是通过大量的实验不断修正设计参数，费时费力，成本过高，受益于计算机技术的迅猛发展，利用有限元法对油气弹簧阻尼结构的特性进行动态仿真分析已经成为可能，并能在油气弹簧设计之初对其阻尼结构的特性做出优化，可以大大地缩短设计周期并降低生产成本。本文利用ANSYSWorkbench对油气弹簧阻尼结构的特性进行了流固耦合分析。分析油气弹簧阻尼构件的特性并介绍流固耦合的相关理论。首先分析了油液介质的物理特性以及牛顿内摩擦定律，根据流体力学相关理论，得到了油液的动力学方程以及孔口出流公式，根据弹性力学知识计算了阀片的大挠度变形

5、。然后介绍了流固耦合基本理论，为后续分析打下理论基础。建立油气弹簧的数学模型。通过油气弹簧的结构分析其工作原理，并推导复原阀和压缩阀的阻尼力计算公式。建立油气弹簧实体模型并进行流固耦合仿真分析。利用专业三维建模软件CATIA建立了油气弹簧阻尼阀组件以及油液的几何模型，做了相应简化后在ANSYSWorkbench平台的DesignModeler模块作对称剖分，利用专业网格划分工具HyperMesh划分网格获得阻尼结构的有限元模型。将有限元模型导入ANSYSWorkbench中，经过一系列设置后进行流固耦合仿真计算，计算结果经分析处理后得到流场的压

6、力云图以及速度流线图。通过台架试验验证仿真结果。处理台架试验的试验数据，得到油气弹簧阻尼结构的速度特性和示功图，并与仿真结果进行对比分析，证明建模过程、仿真方法及求解结果的正确性。关键词：油气弹簧；阻尼结构；特性；流固耦合；仿真I北京理工大学硕士学位论文AbstractHydro-pneumaticspringarewidelyusedinlarge-tonnagedumptrucksandheavyoff-roadvehiclesforitsexcellentnon-linearcharacteristics.Withthedevelopme

7、ntofthetimes,China'sautomobileindustryhasalsoachievedconsiderableprogress,andthecurrentperformanceofthecarhasbeenunabletomeettheincreasingneedofpeopleforridecomfortandhandlingstability.Theperformanceofthesuspensionwilldirectlyaffectridecomfortandhandlingstabilityofthevehicle

8、.Thehydro-pneumaticspringisthecorecomponentofhydro-pneumaticsuspension,sotr