汽车空气弹簧动静刚度特性分析

针对某一膜式空气弹簧,运用非线性有限元软件ABAQUS建立有限元模型.首先通过模拟空气弹簧静特性试验,得出了空气弹簧在给定位移和一定初始气压情况下的静刚度特性曲线,其次改变空气弹簧的物理参数,分析初始气压、帘线加强层的角度和各层间的距离对空气弹簧垂向静特性的影响,最后建立动刚度模型,研究在特定工作气压下振动频率对动刚度的影响.计算结果表明,该膜式空气弹簧的帘线层角度、帘线层间距的改变对其静刚度会产生相应的影响;不同频率下,空气弹簧的动刚度也将发生相应改变以适应不同工况.     

汽车用空气弹簧横向刚度的静态有限元分析

文中建立了空气弹簧的静态有限元模型。运用有限元分析软件在充分考虑材料非线性、几何非线性和状态非线性的条件下,分析了在不同情况下空气弹簧的变形情况以及静刚度等性能的变化。得到了空气弹簧横向刚度特性的曲线图。由模拟刚度特性曲线可知,空气弹簧的横向刚度随着帘线角和压力的增大而增大,呈非线性特征,且随着帘线角的增大,横向刚度趋于线性。     

高速客车空气弹簧垂向特性的非线性有限元仿真

采用非线性有限元软件MSC.Marc对空气弹簧的非线性垂向刚度特性进行了数值模拟,分析了胶囊内压、帘线角、铺层厚度、帘布线层数对空气弹簧垂向刚度特性的影响.并通过试验对数值仿真结果进行了验证,结果表明所提出的仿真方法合理、可行.     

汽车减震用空气弹簧的有限元分析

论文研究了汽车减震用空气弹簧在变形情况下的静力学特征。以EQ6 1 1 1型空气弹簧作为研究对象,改变空气弹簧帘布层的弹性模量和帘线角,然后用实验分析其在变形情况下的力学性能。用有限元分析方法研究了空气弹簧在外力作用下的变形以及对应的内部压力。有限元方法和实验结果吻合良好。     

光学元件气囊抛光去除效率影响因素研究

基于Preston方程分析了气囊抛光特性,确定去除函数的三个重要特征,即抛光斑尺寸、形状以及去除量,得到影响光学元件气囊抛光材料去除效率的主要参数.通过定点抛光实验,分析气囊充气压强、压缩量、主轴转速对BK7光学元件去除函数和材料去除效率的影响.结果表明:充气压强与压缩量对于气囊抛光去除函数的形状影响较大,去除效率随气囊充气压强增大先升高到2.08mm3/min后逐渐降低然后又升高,压缩量与气囊转速的提高增大了材料的去除效率,分别可以达到6.84mm3/min和5.04mm3/min.     

斜交轮胎静态接地工况的有限元分析

建立了斜交轮胎(9.00-20 16PR)静态接地三维非线性有限元模型,分析了轮胎静接地状态下接触应力分布、接触印痕以及充气压力、下沉量对轮胎接地状态的影响,并给出了垂直载荷与下沉量以及最大接触应力与充气压力、下沉量的关系曲线.     

双附加气室空气弹簧动力学模型及其特性研究

设计了一款串联双附加气室约束膜式空气弹簧作为机载计算设备的隔振元件.利用气体的连续方程、状态方程、能量方程及弹簧的受力状态等建立弹簧的动力学模型,分析了空气弹簧的非线性特性、两节流孔半径变化及两附加气室体积变化对阻尼比的影响和空气弹簧的隔振效果.结果表明:空气弹簧具有周期非线性的特点;在各气室初始体积不变的情况下阻尼比的极大值首先与节流孔Ⅰ有关,在节流孔Ⅰ的半径足够大时,才与节流孔Ⅱ有关;在保持附加气室总体积不变的条件下,随着附加气室A与附加气室B体积比的增加,阻尼比减小;无论附加气室容积比如何变化,产生最大阻尼的节流孔Ⅱ的半径不变.     

柔性飞艇主气囊干湿模态分析与影响因素

为了掌握柔性飞艇无约束状态下的模态特性,以25m平流层验证飞艇为基本分析对象,对其自振特性进行研究.根据充气膜结构的力学特点,基于柔性飞艇主气囊初始形状,通过充气压力静力非线性分析得到充气平衡形态位形和应力,利用兰索斯法进行模态数值分析.分析表明,影响柔性飞艇模态特性的主要因素为:壳单元与膜单元模型、拼接缝、不均匀质量分布、内外压差、尺寸、飞艇周围空气附加质量,且最后三者为重要影响因素;壳单元和膜单元模型频率相近且振型一致.对柔性平流层飞艇结构设计具有参考价值.     

气动多向柔性驱动器形变与驱动特性

设计一种片状约束环套装5个密封弹性腔体和弹簧的气动多向柔性驱动器，分析驱动器受力和力矩，建立气压与轴向伸长量、驱动力、弯曲方向的非线性理论模型.通过试验与理论模型对比，获得驱动器在不同气压下的形变与驱动性能关系.结果表明：通过控制通入气体压力，可以控制驱动器产生不同程度的形变与驱动力；气压越大，形变与驱动力越大；该驱动器具有较高的灵活性和良好的驱动性能，改变通气方式，驱动器可以完成轴向伸长和空间多个方向的弯曲变形；0.23 MPa气压下驱动器轴向伸长量为137 mm,伸长率超过100%,弯曲角度达225°,轴向驱动力为242 N,弯曲夹持力为169 N.     

气压式升船机气囊模型试验研究

以橡胶气袋为内胎、尼龙织物制品为外胎制作的密封气囊作为气压式升船机的升降系统,对气囊的结构形式、承载能力及变形特点进行了研究。结果表明,气囊理想的结构形式是圆截面手风琴气箱工内外胎组合结构。该结构形式气囊充气后,既能在垂直方向产生较大的几何形状变形,又能承受较大的内压,支承较重的荷载。采用这种结构形式的气囊,就可以使气压式升船机在通航问题上发挥作用。     

基于新型减振支柱的半主动悬架特性研究

为了解决传统半主动悬架减振器有限的阻尼调节范围很难满足所有控制策略要求的问题,提出了刚度和阻尼偶联可调的一体式悬架减振支柱结构。介绍了该减振支柱的结构组成、阻尼和刚度的调节原理与耦合关系,分析了新型减振支柱的非线性刚度和阻尼特性。建立了采用新型减振支柱的二自由度半主动悬架系统模型,运用MATLAB/SIMULINK对半主动悬架模型进行仿真计算。根据仿真结果得到了路面条件、车速、悬架阻尼和空气弹簧初始气压对半主动悬架性能的影响规律。仿真结果显示:在三种典型路面和车速工况下,当减振器的阻尼状态为"高"、空气弹簧的初始气压为0.4 MPa时,半主动悬架的车身加速度、轮胎动载荷和悬架动行程分别比原车被动悬架至少降低6%、10%和18%。表明采用新型减振支柱的半主动悬架可以根据车辆行驶工况,对减振支柱的刚度特性和阻尼特性进行匹配,实现降低车身加速度、轮胎动载荷和悬架动行程的目标,从而改善车辆行驶平顺性、行驶安全性以及机动性。     

子午线轮胎帘线受力特性的有限元分析

结合轮胎静力试验测试结果,利用ABAQUS软件建立195/65R15 91H子午线轮胎三维有限元模型,研究轮胎在不同工况下帘布层和带束层帘线的受力情况。结果表明:垂直载荷主要作用于接地影响区的带束层及帘布层帘线,当垂直静载荷过大时,会出现胎冠中部带束层帘线张力变为0甚至变成负值以及第二带束层帘线端部受拉力过大的不利情况;靠近侧向力加载端的帘线受力随侧向载荷增加而变小,远离加载端的帘线受力基本与侧向载荷无关;纵向力对帘线影响不明显,帘线受力随着纵向载荷增加而略有下降。     

跳汰机交流液压系统中气体液压弹簧参数优化

蓄能器是跳汰机系统的重要组成部分，对于提高效率、减少压力波动、保证系统有良好的动态过程具有重要作用。本文在简要说明气囊式蓄能器在跳汰机交流液压系统中的高、低压两种应用的基础上，对作为气体液压弹簧的高压蓄能器工作容积的选择与充气压力的问题进行研究，并在跳汰机工作参数确定的前提下，合理进行交流液压系统中气体液压弹簧的参数优化。     

振动离心复合试验系统中空气弹簧隔振系统设计

振动离心复合试验系统是将电动振动台或压电激振器安装在离心机转臂末端的设备,对于振动台顺臂振动,为了避免过大的激振力对离心机主轴及传动系统造成损坏,在转臂与转臂支承之间安装空气弹簧隔振系统。利用刚体动力学方法,建立了振动离心复合试验系统的数学模型。指出隔振系统必须具有变载荷对中能力。最后,考虑空气弹簧工作在压缩状态、考虑转速对系统刚度的影响,对隔振系统特性进行分析。分析表明,在转臂系统初始位置质心偏离时,空气弹簧刚度随着离心机转速增加而增大。空气弹簧刚度应足够大以抵消离心机转速影响,避免系统发散。     

基于流固耦合分析的充气柱结构压缩过程中的刚度研究

充气结构是广泛应用于航空航天领域的轻型结构.充气柱作为充气结构的一种基本形式,对其压缩性能展开研究是了解充气结构力学性能的基本途径.压缩刚度作为充气柱压缩性能的基本指标,受多种因素影响,如下压量、充气柱尺寸、材料参数等.常规的单纯基于理论推导、模拟、实验的研究均存在不足.本文结合理论推导、非线性流固耦合模拟及实验手段,克服3种方法的不足,综合其优点,最终得到了充气柱压缩刚度的显式经验表达式,定量表征压缩刚度和其影响因素之间的关系.结果表明充气柱压缩刚度与各因素间存在较复杂的非线性关系.该经验表达式为研究充气柱结构压缩性能提供了参考.     

双气室缓冲气囊多学科设计优化

针对某型着落装备着落工况的一种双气室新型缓冲气囊,基于ISIGHT多学科设计优化平台和HYPERMESH,LS-DYNA有限元分析软件以及FORTRAN语言编写的程序,通过组合优化策略对双气室缓冲气囊进行了多学科设计研究.以气囊体积为优化目标,以上气室的高度、初始充气压力和下气室的高度、初始冲气压力、排气压力、排气孔面积、气囊底面积、着落装备过载和最小离地距离等多学科要求同时为约束条件进行了设计优化.结果表明:通过多学科设计优化,在着落装备过载和最小离地距离满足设计要求的同时,气囊体积达到了最小,减小设计周期和减少试验次数,降低研制成本.     

新一代轮式机动平台制动性能影响因素分析

为了确保新一代轮式机动平台的安全性、合理性,研究制动系统中关键制动元件对新一代轮式机动平台制动性能的影响,以某型号8×8全电驱动越野车开发的新一代轮式机动平台全液压制动系统为研究对象,建立了双回路脚制动阀和继动阀理论分析模型,运用AMESim软件建立了新一代轮式机动平台全液压制动系统仿真模型,分析了脚制动阀阀芯遮盖量、上弹簧刚度及复位弹簧初始压缩量对制动性能的影响,并通过实验验证了仿真模型的准确性. 分析结果表明：随着上弹簧刚度增加、复位弹簧初始压缩量减小,输出制动力增大,响应时间增长;随着脚制动阀阀芯遮盖量减小,平衡时上弹簧压缩量增大,输出制动力增大;输出制动力受阀芯遮盖量、上弹簧刚度的影响比较敏感,响应时间受上弹簧刚度的影响比较敏感. 理论模型和仿真模型为新一代轮式机动平台性能调节及进一步优化提供可靠依据.     

全液压制动系统继动阀动态特性研究

为验证继动阀的可靠性(输出压力12.0 MPa,响应时间0.2 s),并研究继动阀动态特性对全液压制动系统制动性能的影响,以某型号越野车开发的全液压制动系统为研究对象,建立了继动阀理论分析模型,运用AMESim软件建立了全液压制动系统仿真模型,分析了阀芯摩擦力、节流口的初始遮盖量、复位弹簧初始压缩量和弹簧刚度对制动性能的影响,并通过实验验证了仿真模型的准确性.研究结果表明:继动阀应用于液压制动系统可以满足制动要求(输出压力12.0 MPa,响应时间0.2 s);阀芯摩擦力过大会使继动阀的开启压力增大,导致继动阀的比例滞环增大,影响阀芯的复位性能;继动阀节流口的初始遮盖量越大,打开节流口克服的摩擦力越大,制动系统的响应时间越长;通过调节继动阀复位弹簧初始压缩量和弹簧刚度可实现制动压力的微调节.理论模型和仿真模型为全液压制动系统的进一步优化提供了可靠依据.     

囊式浮桥囊体充气及动力响应的数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解了流体-结构耦合问题,其中囊体部分采用拉格朗日方法进行描述,流体区域采用ALE方法进行描述,并通过罚函数方法实现了两者间的耦合.首先采用该方法模拟了囊体的充气过程,研究了不同充气状态对囊体初始应力的影响;然后建立了囊式浮桥的整体有限元模型,充分考虑了囊体内外部流体的影响,计算了不同内压下的囊式浮桥动力响应问题.研究结果表明,不同的充气压力不仅会在充气阶段对囊体产生影响,而且会在载荷通过时对囊体压缩变形、应力分布及垂向位移等方面产生较为明显的影响.该研究结果可为囊式浮桥囊体设计及整体设计提供参考.     

帘式安全气囊有限元建模及侧碰撞系统仿真

为了获得汽车安全气囊仿真技术的精确度和可行性,建立了帘式气囊仿真模型,集成了侧碰撞系统模型。采用拓扑映射原理进行模型节点坐标转换,从而实现了帘式气囊有限元卷折网格的自动生成和帘式气囊在任意管状结构内的卷折成型;使用MADYMO软件提供的均压法以及Dyna欧拉法、粒子法,依据卷折模型,对气囊展开过程的模拟结果进行了检验;通过将帘式气囊模型、假人模型、车身侧面接触结构面进行集成,建立了带安全气囊的侧碰撞分析模型。通过3种类型侧碰撞工况的计算和试验对比,表明所建侧碰撞仿真模型能够真实地反映人体损伤情况。所建模型下的帘式安全气囊能够很好地保护乘员安全,可以有效地应用于汽车前期开发。