间隙液压粘滞阻尼器特性参数分析

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1、液压气动与密封，2011年第3期间隙液压粘滞阻尼器特性参数分析祝文举刘桓龙于兰英祝昌洪李培(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：主要介绍用于桥梁上的间隙液压粘滞阻尼器，分析其工作原理及影响其工作性能的参数。建立数学模型，在MATLAB的中进行仿真，通过改变工作介质的特性参数，如动力黏度、体积弹性系数和间隙量，研究参数对阻尼器性能的影响。关键词：液压黏滞阻尼器；动力粘度；体积弹性系数；间隙中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2011)03—0018～04ResearchofGapHydrauhcStickines

2、sDamperPerformanceParametersZHUWen-juLIUHuan—longYULan-yingZHUChang-hongLIPei(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：ThispapermainlyintroduceGapDamperusedonthebirdge．Throughanalyzingitsworkingtheoryandtheparamete~whichinfluenceitsperf

3、ormance，thenbuildamathmodelinMALAB．Wecouldchangetheparameterstogetagroupofdate，andplotsomecurves．Throughthesecurves，wecangettheconclusionthathowtheparameterinfluencetheDamperworkingperformance．KeyWords：hydraulicstickinessdamper；dynamicviscosity；volumeelasticitycoefficient；gapU弓I百随着

4、科技的进步，桥梁减震系统也有了很大的发展。由原来结构的被动抗震，到现在阻尼器的主动减震。可以大大增强桥梁的抗震动、抗冲击能力，也大大降低了桥梁的加固成本。目前阻尼器的种类很多。本文主要分析液体粘滞阻尼器中最常用的一种——间隙粘图l间隙粘鞴阻尼器结构葸图滞阻尼器的工作原理以及对影响其性能的工作介质特如图1所示．阻尼器的设计参数为：液压缸内径D=性参数进行深入的研究。180mm，活塞和活塞杆的总质量m=50kg，活塞杆直径当桥梁在自然状态下，如热胀冷缩等蠕变情况下，80mm，活塞的长度为L=130mm，初始状态左右腔的长度相等，均为=110mm，活塞与液压缸之间

5、的间隙为h。液阻尼器对桥梁产生很小的阻力；但在地震、车辆制动冲击等突变载荷的情况下，希望该阻尼器产生很大的阻压缸中充满二甲基硅油，主要的特性参数有密度p、动力力，限制桥梁的位移，以及吸收能量和分担冲击力。黏度、体积弹性系数。其工作原理是阻尼器受到外界冲击时．缸体与活塞1．2控制方程产生相对运动，活塞一侧的容积变小，迫使黏性阻尼材假定给活塞施加F=lxl06N的向左的冲击载荷，活料经过间隙流向体积增大的一侧。阻尼材料的剪切流动塞将向左运动，压缩左腔油液，压力升高，油液被迫通产生阻尼力来耗散冲击能量．从而达到缓冲的目的。过间隙从左腔流入右腔。根据文献Il】。油液

6、的体积弹性模量计算公式为1仿真建模T，一卸(1)1．1物理模型Ur论文计算的间隙黏滞阻尼器结构简图如图1所示。式中K体积弹性系数；△p——压力的变化量；收稿日期：2010—07—15——左腔的初始体积；作者简介：祝文举，男，西南交通大学机械工程学院驱动技术与智能系统△I，——体积的变化量。专业在读硕士，研究方向：桥梁锁定装置特性分析。18HvdraulicsPneumatics&Seals／No．3．2011由于当压力变化△p为正值时，体积减小，AV为负式中A——硅油的松弛时间；值．故式中引入负号。为硅油受到方向上的剪切应力。变换(1)式得到求解式(11)的

7、微分方程，得到r值为一上卸一(2)丁=Ix+Lco0e(1O)考虑方向，消除(2)式中的负号，变换得到△lp和s式中C。——积分常数，当y=h，r=O，可以求出C。=关系式如下。卸=AV(3)(一A活塞上y=0，代人式(10)求得活塞克服黏滞剪切应对(3)式两边微分得力为=出=Q油液(、4)(等+竽等一竽)e}式中Q液——油液自身压缩性所产生的流量。(4)式可以看作是油液因为自身的可压缩性所产故活塞上所受到的黏滞阻尼力为生的流量。，1TD活塞(11)式(I1)中r活塞的表达式相当复杂，为便于计算对当活塞受到力，的作用，会产生速度，那么环形间隙中的流动就可以看

8、作是压差——剪切流动。根据其作简化处理，由于间隙量h