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考虑温度的悬架液压衬套静动特性研究
| 论文题名： | 考虑温度的悬架液压衬套静动特性研究 |
| 关键词： | 汽车隔振元件;悬架液压衬套;静动特性;流固耦合;集总参数 |
| 摘要： | 衬套型橡胶隔振器作为汽车的主要隔振元件，对减少车辆振动的传递，提高其乘坐舒适性具有重要意义。液压衬套相比于橡胶衬套，在低频时提供大刚度和大阻尼，快速衰减振动，在高频时提供小刚度和小阻尼，隔离振动和噪声。因此，研发和制造具有良好隔振性能的液压衬套愈发成为汽车零部件厂商关注的重点。橡胶主簧和液体介质是液压衬套产生刚度和阻尼的主要部分，但橡胶和液体材料的非线性特性为液压衬套隔振机理的研究增加了一定的难度。悬架的液压衬套在汽车行驶过程中会受到高、低温和交变载荷的作用，而温度的变化会引起橡胶和液体材料特性发生改变，因此研究温度对液压衬套静动特性的影响很有必要。本文基于某车前悬架下摆臂安装的液压衬套，采用流固耦合有限元法和集总参数法对其静动特性进行分析。 首先，为研究温度对橡胶材料和油液材料物理特性的具体影响规律，分析了不同温度下橡胶材料的试验曲线以及油液的粘温关系曲线，获取不同温度下橡胶本构模型参数及油液物理参数，为液压衬套的有限元分析提供必要的材料参数。 其次，运用CATIA软件建立液压衬套三维模型，采用有限元法对其进行网格离散，获得液压衬套的有限元模型。基于液压伺服系统搭建试验台架并进行有限元模型的验证，通过对比台架试验结果和数值分析结果，验证了有限元模型的准确性。在此基础上，研究了不同温度下液压衬套静动特性曲线的变化规律。结果表明温度与液压衬套静刚度呈反比关系，23℃与80℃下的动特性相差不大，但-30℃下的动特性变化明显，随着频率的增大，动刚度趋于增大，阻尼滞后角先增大后减小。 然后，综合采用流体理论和力学理论建立液压衬套的集总参数模型，采用有限元软件分析得到模型的主要参数。通过对比23℃下的集总参数模型动特性仿真结果与试验结果，两者趋势一致，相对误差在合理范围内。在此基础上建立了-30℃和80℃的集总参数模型，为后续的液压衬套的设计提供了参考。 最后，采用控制变量法分析液压衬套有关参数对其动特性的影响规律，分析结果表明惯性通道体的结构参数对液压衬套动特性影响最大，为液压衬套的性能改进指引了方向。利用集总参数模型对液压衬套的动刚度进行二次设计，获得了预期的动刚度曲线。 |
| 作者： | 徐鹏辉 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 付江华;申秀敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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