磁流变减振器优化设计及特性试验

针对某轻型军用轮式越野车辆的减振需求,设计磁流变减振器(Magneto-rheological Damper, MRD)代替原被动减振器。以平板模型推导MRD阻尼力模型,讨论了结构参数对阻尼力和可调系数的影响。针对结构参数难以确定的问题,采用多目标遗传算法(Multi-objective Genetic Algorithm, MOGA)对参数进行优化,并通过磁场分析进行验证。对MRD进行性能试验,并利用最小二乘法对建立的MRD多项式模型进行校验。结果表明：可调阻尼力与可调系数间呈反比关系,利用MOGA可有效优化MRD结构参数,试验结果与设计值基本吻合,所建立的MRD模型与试验结果一致性较好。     

单筒式磁流变减振器多目标优化与试验研究

为了研究结构参数对磁流变减震器性能的影响。基于Pareto集多目标方法和NSGA-Ⅱ遗传算法,以阻尼力和动力可调系数为优化目标,设定7个优化变量,建立了车用磁流变减振器多目标优化模型与实现算法,分析了7个设计变量对阻尼力和动力可调系数的设计敏感性。通过试验得到不同条件下自制减振器输出阻尼力与减振器运动位移和速度的关系曲线。结果表明：参数优化后的减震器,在0A、速度最大时,复原力提高了15.7%,压缩力提高了36.8%;在3A、速度最大时,复原力提高了3.5%,压缩力提高了21.5%。验证了优化解的可靠性,为今后磁流变减振器的设计提供参考。     

汽车悬架液压减振器热机耦合动力学模型

针对汽车悬架液压减振器建立了由路面不平度激励模型、非线性悬架振动模型、考虑温度影响的减振器阻尼力试验数据模型、减振器热动力学模型子模型组成的耦合动力学效应的理论分析模型.通过减振器阻尼力特性试验数据建立了考虑温度影响的非线性阻尼力试验模型,利用减振器发热特性试验数据辨识了减振器热动力学模型参数.利用所建立的耦合动力学理论模型预测了减振器温度上升动态过程,并进行了影响因素的仿真分析.研究表明,减振器的热机耦合效应在高速行驶和较差路面条件下表现突出,而在低速或者良好路面条件下不明显;行驶车速、路面等级、环境温度与减振器周围空气流动速度、悬架非簧载质量、减振器壳体换热面积对减振器发热平衡温度高低具有很大影响,而悬架等效刚度、簧载质量和减振器壳体比热容参数对之影响很小.     

汽车半主动悬架系统阻尼可调减振器AMESim模型参数辨识

为了建立阻尼可调式减振器AMESim模型,通过对电磁阀式阻尼可调减振器的力学特性研究建立最初的减振器AMESim模型,然后通过实物测量得到AMESim模型的部分参数。然后利用遗传算法,并根据减振器示功特性实验数据对阻尼可调减振器模型复原阀、流通阀的阀口参数进行辨识。最后进行阻尼可调减振器实际特性实验和AMESim模型仿真特性实验,对比阻尼可调减振器AMESim模型力学特性与实际阻尼可调减振器的力学特性。结果表明所建模型可用于减振器控制算法的设计和估计减振器台架试验中难以测量到的动态数据,为汽车阻尼可调半主动悬架控制研究奠定基础。     

节流口可调式减振器的性能分析与试验研究

设计了一种节流口可调式减振器，阐述了该减振器的结构形式和工作原理，对其外特性进行了理论分析．通过试验检验该减振器的性能，建立了阻尼力与步进电机转角之间的关系、试验结果表明，该减振器设计合理，性能稳定，满足设计要求；理论分析与试验结果相吻合．将该可调阻尼减振器应用于半主动悬架控制系统，可以获得良好的振动特性，改善车辆的性能．     

弹支阀片双筒液压减振器的阻尼特性

建立了局部载荷作用下弹支环形阀片的力学模型,并讨论了阀片变形的影响规律;利用专用减振器示功机对其阻尼特性进行实验研究,并与理论推导的结果进行了对比与验证.研究了不同关键参数对减振器阻尼特性的影响规律,结果发现:随着弹簧刚度和阀片厚度的增加,减振器复原行程的阻尼力增大,且速度越大,阻尼力增幅越大;阀片环形受载面积对阻尼力有显著影响,因此建议在减振器的设计阶段对该参数进行考察设计,以扩展产品性能区间.研究结果可为弹簧阀片式减振器的设计提供可靠准确的理论参考.     

基于外挂减振器整车平顺性联合仿真方法

针对传统Adams模型平顺性分析对减振器摩擦考虑不全的问题,基于减振器摩擦原理建立了数学拟合模型,依据不同工况下的试验曲线对外挂减振器模型进行参数同定,通过参数优化使得拟合曲线与试验曲线具有很好的一致性;运用ADAMS与MATLAB_Simulink模块建立了联合仿真模型;并在不同特征路面上分别对ADAMS模型减振器与外挂减振器所体现的振动特性进行对比分析.研究表明,与ADAMS中只体现阻尼力-速度(F-V)特性的减振器相比,外挂减振器所体现的摩擦特性对整车垂向加速度振动峰值抑制效果更接近实际情况:脉冲路面,驾驶员侧地板垂向加速度振幅减小9.57％;随机路面根据特征的激励的不同,也会使驾驶员侧地板振动加速度振动峰值下降5％ ～10％.研究结果为平顺性仿真精度的提高提供了一种全新的方法.     

二维板式磁流减振器的力学建模与实验分析

针对工程中二维减振需求,设计了一种二维板式磁流变减振器.基Navier-Stokes方程建立了二维平面内减振器的速度和压力分布模型,以及阻尼力计算模型,从理论角度定性分析了结构物理参数工作间隙δ、中间滑板长度和宽度a对减振器的阻尼力的影响,并在二维振动试验台上进行减振实验,分析励磁电流对二维板式磁流变减振器的减振性能的影响.实验表明:当选用适当的磁流变流体后,库仑阻尼力对磁流变减振器阻尼力的影响较大,随着励磁电流的增大磁流变减振器阻尼力变大,系统在两个方向上的振幅均逐渐减少,最大减幅为2. 595 6倍,证实了二维板式磁流变减振器的结构设计是合理的.     

电磁阀控制减振器的性能分析与试验研究

研究了一种电磁阀控制的阻尼连续可变减振器,阐述了该减振器的结构形式和工作原理,对其外特性进行了理论分析。通过试验检验该减振器的性能,建立了阻尼力与输入电流之间的关系。试验结果表明,该减振器理论分析与试验结果相吻合,将该可调阻尼减振器应用于半主动悬架控制系统,可以获得良好的振动特性,改善车辆的性能。     

扭力梁疲劳寿命与减振器阻尼关系的研究

为了研究扭力梁式悬架中扭力梁疲劳寿命受减振器阻尼的影响关系,首先基于物理机理建立了减振器阻尼力与阀片厚度、阀片片数等结构参数之间的数学模型,反映减振器的工作特性;基于减振器结构参数的灵敏度分析确认减振器阻尼特性调节方法;建立刚柔耦合的整车四立柱模型,并通过实验验证模型的准确性;在此基础上,将减振器模型应用于刚柔耦合的扭力梁汽车整车四立柱模型中,根据调节方法改变减振器结构参数,分析不同阻尼特性下扭力梁的疲劳寿命,得到扭力梁疲劳寿命-减振器阻尼特性关系曲线。研究结果表明:减振器阻尼特性调节方法与企业的实际调节措施一致,并且在兼顾安全性和平顺性的阻尼系数范围内,随着阻尼系数的增大,扭力梁最小疲劳寿命随之增大,而当到达一定的阻尼系数之后,阻尼系数的变化对扭力梁疲劳寿命几乎不产生影响。     

电磁阀连续可变阻尼减振器的建模与仿真

针对电磁阀型连续可变阻尼减振器的结构特点,分析该减振器的工作原理与阀系特征。以液压理论为基础建立该减振器的数学模型。利用MATLAB软件进行仿真分析,分别得到不同电磁可变节流孔面积时该减振器仿真与试验的速度特性图与示功特性图。仿真数据与试验所得数据相比较,验证模型的正确性。通过对该减振器关键参数仿真分析,得到电磁阀的可变节流孔的面积、复原阀的弹簧预紧力、复原阀的固定节流孔宽度以及复原阀的阀片当量厚度等参数对该减振器阻尼力的影响。为电磁阀型连续可变阻尼减振器的研究提供了一定的参考依据。     

智能材料结构在汽车悬架系统减振中的应用研究

我校开发的“智能材料结构在汽车悬架系统减振中的应用研究”技术日前通过省科技厅组织的鉴定 针对传统半主动减振器大都将控制装置布置在往复移动的活塞上 ,从而造成结构布置困难的问题 ,该课题在传统减振器结构的基础上 ,根据汽车减振器工作特点及磁流变液的流变特性 ,设计基于流动模式的汽车磁流变减振器 在减振器试验台上对该课题开发的磁流体智能减振器进行了性能试验 试验表明 ,该智能减振器具有阻尼力变化范围宽、响应速度快、阻尼力连续可调等特点 ,能满足不同行驶条件对汽车悬架性能的要求 该课题还提出了一种多目标汽车半主动…     

阻尼多状态切换减振器的性能仿真与试验

传统的阻尼可调减振器,主要通过改变节流口面积实现阻尼可调,工作模式比较单一,阻尼可调范围有限.为了增加阻尼可调的工作模式和调节范围,以某被动式液压减振器为基础,设计出一种具有多状态特性的阻尼可切换减振器.为了分析该减振器的性能,结合流体力学及热力学理论,建立了阻尼多状态切换减振器系统的数学模型,运用Simulink仿真分析了减振器输出力与减震器行程、频率的关系,并与减震器的台架试验结果进行对比验证.结果表明:阻尼力试验值与仿真值的偏差较小,所建的减振器数学模型具有较高的精度,且减振器阻尼状态变化明显,阻尼切换控制准确,为汽车半主动悬架的控制提供了理论依据.     

发动机曲轴橡胶扭转减振器稳健性优化匹配

利用分数导数动力学模型描述橡胶扭转减振器的非线性动态特性,根据系统能量等效思路,将分数导数模型等效为"质量-弹簧-阻尼"模型,并建立带有橡胶扭转减振器动力学模型的发动机曲轴系统集总参数模型;接着采用遗传算法对设计参数进行初步优化,然后应用Taguchi方法进行橡胶扭转减振器稳健性优化匹配;最后在优化结果的基础上,试制不同组合设计参数的橡胶扭转减振器,并开展相关试验验证匹配了不同橡胶扭转减振器的曲轴轴系的扭振减振效果.验证结果表明:分数导数扭转减振器动力学模型可用于发动机曲轴扭振特性的分析,对橡胶扭转减振器进行稳健性优化匹配可得到在现有条件下最佳的减振效果.     

磁流变减振器的外特性及非线性特性研究

为了更好的研究控制磁流变减振器的运动状态,运用MTS849减振器试验台测试的试验数据来探究电流和活塞运动速度对磁流变减振器的外特性的影响。考虑到磁流变阻尼力非线性的特性,运用LabVIEW软件设计出了多项式的程序框图和前面板,并进行了磁流变减振器阻尼力的多项式拟合仿真,准确的建立了多项式数学模型,并与利用MATLAB软件建立的多项式模型和试验台测试的数据相比较。结果表明：当速度一定时,随着控制电流的增加,减振器阻尼力也随着增加,电流较小时阻尼力增加的相对较慢,电流较大时阻尼力增加的相对较快;当电流一定时,减振器阻尼力随着活塞速度的增加而增加。运用LabVIEW软件拟合的多项式模型更接近试验数据曲线,说明该多项式数学模型能很好的描述磁流变减振器阻尼力的滞回特性和非线性特性。     

磁流变减振器的外特性及非线性特性

为了更好地研究控制磁流变减振器的运动状态,运用MTS849减振器试验台测试的试验数据来探究电流和活塞运动速度对磁流变减振器外特性的影响。考虑到磁流变阻尼力非线性的特性,运用Lab VIEW软件设计出了多项式的程序框图和前面板,并进行了磁流变减振器阻尼力的多项式拟合仿真,准确地建立了多项式数学模型,并与利用MATLAB软件建立的多项式模型和试验台测试的数据相比较。结果表明:当速度一定时,随着控制电流的增加,减振器阻尼力也随着增加,电流较小时阻尼力增加相对较慢,电流较大时阻尼力增加相对较快;当电流一定时,减振器阻尼力随着活塞速度的增加而增加。运用LabVIEW软件拟合的多项式模型更接近试验数据曲线,说明该多项式数学模型能很好地描述磁流变减振器阻尼力的滞回特性和非线性特性。     

基于整车性能的液压减振器虚拟调校

为使减振器对车辆具有最佳减振效果,利用Rebrouck建模方法,建立了反映液压减振器阀系特性的参数化动力学模型,并将该减振器动力学模型以S-Function的形式嵌入到Carsim^TM的某E-Class整车模型中。以整车动力学性能为优化目标,使用NSGA-II多目标优化算法,在扫频工况下,对车辆前、后轴减振器的阻尼力特性进行了虚拟调校。计算结果表明,经调校以后的液压减振器阻尼特性使得整车的动力学性能得到了较大程度的改善。     

一种可调阻尼减振器的设计与试验

提出一种节流口式可调减振器的结构形式,建立该减振器理论设计模型,在此基础上分析其理论外特性,并在电液伺服振动台上进行外特性试验,实验结果与理论分析相符,说明该减振器设计合理,性能稳定,满足使用要求。     

阻尼多状态切换减振器的性能仿真与试验

传统的阻尼可调减振器,主要通过改变节流口面积实现阻尼可调,工作模式比较单一,阻尼可调范围有限.为了增加阻尼可调的工作模式和调节范围,以某被动式液压减振器为基础,设计出一种具有多状态特性的阻尼可切换减振器.为了分析该减振器的性能,结合流体力学及热力学理论,建立了阻尼多状态切换减振器系统的数学模型,运用Simulink仿真分析了减振器输出力与减震器行程、频率的关系,并与减震器的台架试验结果进行对比验证.结果表明:阻尼力试验值与仿真值的偏差较小,所建的减振器数学模型具有较高的精度,且减振器阻尼状态变化明显,阻尼切换控制准确,为汽车半主动悬架的控制提供了理论依据.     

叶片式减振器的特性分析和液压参数识别

通过对叶片式减振器的结构进行分析,建立了叶片式减振器的液压模型.结合对试验台结构非线性的分析,提出了一套对叶片式减振器示功图试验曲线进行数据处理的方法.对处理结果进行多项式拟合,可以识别出该减振器的液压参数,不同温度的减振器试验数据和利用拟合参数的计算结果对比,证明了所得参数的有效性;这些参数为该减振器的工艺改进和可控性改造提供了依据.