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《减振器阻尼特性仿真与结构参数影响分析_黄安贻_图文(精).doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、.word格式.第37卷 第6期2013年12月武汉理工大学学报(交通科学与工程版Journal of Wuhan University of Technology(Transportation Science &EngineeringVol.37 No.6Dec.2013减振器阻尼特性仿真及结构参数影响分析黄安贻1,2 施宇锋1(武汉理工大学机电工程学院1 武汉 430070 (武汉理工大学华夏学院2 武汉 430223摘要:通过对一种双缸式减振器液力系统进行分析,应用液压流体力学理论建立了其数学模型,在MATLA
2、B/Simulink中搭建了减振器仿真模型并进行仿真,其仿真结果与实验结果符合较好.在此基础上利用该减振器仿真系统分析了减振器几个结构参数对减振器阻尼特性的影响,以指导减振器的设计从而较快地获得最合适的结构参数和最优的阻尼特性.关键词:减振器;阻尼特性;仿真;结构参数影响中图法分类号:U463.33 doi:10.3963/j.专业.专注..word格式..issn.2095-3844.2013.06.016 收稿日期:2013-08-10 黄安贻(1965-:男,工学博士,教授,主要研究领域为机械工程控
3、制与测试、智能仪器仪表、机电一体化系统、复杂曲面精密测量与重构等0 引 言减振器是车辆悬架系统的重要组成部分,其阻尼特性直接影响着整车的平顺性与操纵稳定性.为与开发的新车型相匹配,经常要根据减振器阻尼特性要求对其进行调整或重新设计.传统的减振器设计方法是以阻尼特性为参考指标,在大量的减振器试验过程中,不断试凑得到减振器结构参数[1-.专业.专注..word格式.2].这种设计方法不仅开发周期长,效率低,而且成本高.随着计算机技术的发展,应用仿真技术可以预测减振器的阻尼特性,这方面的研究虽有不少[3-4],但对减振器
4、结构参数的影响的研究较少.本文应用MATLAB/simulink对其进行仿真,以分析减振器结构参数对阻尼特性的影响,指导减振器的设计.1 减振器物理数学模型1.1 减振器液力系统模型依据减振器的结构及对关键阀系的研究,可将双缸式减振器抽象为如图1所示的液力系统.图1中:p1,p2,p3分别为I,II,III腔压力,其中III腔中有部分空气,其体积为V3;X(t为活塞图1 液力系统图相对阻尼缸的位移,向上为正,中间位置X(t=0;X′(t为活塞相对阻尼缸的速度,向上为正;Ap为活塞截面积;Ar为活塞杆截面积;Q21,Q
5、23分别为II腔与I,III腔之间的流量;由各腔容积变化可得以下流量关系.专业.专注..word格式.Q21=(Ap-ArX′(t(1Q23=ApX′(t(2式中:A1为活塞上的常通阻尼孔面积;A2为活塞片上的常通阻尼孔面积;A3为压缩阀座上的常通阻尼缝隙面积;Aff和Afy分别为复原阀在复原行程和压缩行程中形成的节流缝隙面积;Ayf为压缩阀在复原行程中形成的节流缝隙面积.1.2 减振器数学模型1.2.1 压缩行程数学模型由图1,在复原阀处,油液一部分经常通阻尼孔A1流入上腔,流量为Q211,产生的节流压差p211=
6、22112(CqA1.专业.专注..word格式.(3 另一部分油液经形成的缝隙流入上腔,流量为Q212,产生的节流压差p212=(1/1πhfy212(4式中:R1,r1为径向流动的内外径;hfy为复原阀片在压缩行程中的开启高度.上下2腔总压差p21=p211+p212(5 又根据流量守恒有Q21=Q211+Q212(6 在压缩阀处,不足部分由贮油腔经压缩阀上的常通节流缝隙A3补充,流量为Q23.产生的压差p32=12l2b2h3yy23(7式中:b2为缝隙的宽度;l2为通流长度;h.专业.专注..word格
7、式.yy为压缩阀片在压缩行程中的开启高度.1.2.2 复原行程数学模型由图1,在复原阀处,油液一部分通过常通孔A1流入下腔,流量为Q121.产生的压差p121=Q1212CqA1(8 另一部分可经阀片与活塞片之间的缝隙流入下腔,流量为Q122.产生的压差p122=12l1b1h3ff122(9式中:b1为缝隙的宽度;l1为通流长度;hff为复原阀片在复原行程中的最大挠度.由环形阀片弯曲变形[5]可得hff=Gr122h3.专业.专注..word格式.(10式中:Gr为阀片的弯曲变形系数;h为阀片厚度.又根据流量守恒
8、有Q12=Q121+Q122(11式中:Q12与Q21大小相同但流向相反.上下2腔压差p12=p121+p122(12 在压缩阀处,贮油腔中的油液经所产生的缝隙补充至下腔,流量为Q32(与Q23大小相同但流向相反.其产生的节流压差为p32=(2/2πhyf32(13式中:R2,r2为径向流动的内外径;hyf为压缩阀片在复原行程中的开启高度.1
