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筒式液力减振器多场耦合动态特性研究
| 论文题名： | 筒式液力减振器多场耦合动态特性研究 |
| 关键词： | 减振器;阻尼力;节流损失;流-固耦合;动态特性 |
| 摘要： | 筒式液力减振器（下文简称减振器）是现代陆地车辆悬挂系统广泛使用的减振元件，其动态特性与整车性能关系紧密;随着车辆产品更新速度的加快，减振器动态特性的预测分析越来越受到减振器生产厂商的重视。而减振器动态特性的预测分析涉及到流-固-热等多物理场耦合动力学仿真问题。 本课题以双筒式液力减振器为研究对象，运用CFD、FSI及TMC等CAE工具，对减振器动态特性及其影响因素进行分析研究。主要包含以下5个方面的内容: 1.减振器动态特性研究方法总结。结合国内外学者的研究成果，对减振器动态特性研究方法进行总结归纳，其中涉及减振器仿真分析模型的种类、发展趋势及各类模型的研究范围以及优缺点。 2.通过台架实验获得减振器动态特性参数变化特征。从研究对象结构特点以及工作原理入手，结合流体力学、结构力学等经典理论，对阻尼力各组份进行分析并建立计算方程;在以上基础上制定减振器台架实验方案，得到减振内部摩擦力、阻尼力随活塞速度及环境温度的变化特征。 3.结合流体力学基本理论以及CFD技术，完成低速工况下减振器复原阻尼力的计算并得到内部流场的分布特征。将低速工况下各阀、孔等的节流损失进行归纳分类，通过理论计算得出复原阻尼力随活塞移动速度的变化曲线;运用ADINA-CFD模块建立减振器内流场计算模型，分析减振器内部流场的分布规律。借用CAE技术，得出活塞常通孔结构参数的变化对减振器初次开阀前复原阻尼力的影响规律。 4.以流-固耦合系统动力学为基础，利用ADINA-FSI模块建立减振器复原行程计算分析模型，对复原阻尼力进行预测并探讨其影响因素。在研究过程中对模型中阀片接触非线性、预紧力加载、耦合面网格划分原则以及计算收敛性等问题进行详细分析;利用FSI模型，分析复原阀片组刚度变化特征以及刚度变化对复原阻尼力带来的影响。 5.利用ADINA-FSI及ADINA-TMC模块建立减振器流-固-热耦合分析模型，得到流-固耦合作用下减振器工作缸内部温度场分布规律并揭示温升机理。 本课题的创新在于: 1.有别于前人的研究，运用CFD方法，对流体与阀片间预留间隙对仿真计算误差的影响进行研究。通过计算值与测试结果的比较，表明预留间隙控制在20微米范围内，可有效控制仿真误差。 2.在考虑流-固耦合作用的前提下，建立减振器传热分析三维模型，揭示出减振器工作过程中温度在阀片与油液接触区域以及油液冲击区域较高，生热机理为:节流与冲击作用导致各层油液间剪切作用加剧。较前人所建立的集总、等效参数化传热模型更能详尽地揭示减振器工作时内部温度的分布以及热量传递的动态过程。 |
| 作者： | 丁伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 丁渭平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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