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液压悬置橡胶主簧动特性的参数化研究和有限元分析
| 论文题名： | 液压悬置橡胶主簧动特性的参数化研究和有限元分析 |
| 关键词： | 液压悬置;有限元分析;减振机构;橡胶主簧 |
| 摘要： | 液压悬置结构紧凑、重量轻、隔振性能好,是发动机隔振元件中一类较新的产品。由于其能在不同的激振频率和激振振幅下提供不同的刚度和阻尼,隔振效果优于传统的橡胶悬置,因此在汽车上应用的越来越普遍。本文以某一国产轿车的液压悬置为研究对象,对液压悬置的动特性和基于动刚度和滞后角的参数化分析进行了深入研究。对液压悬置橡胶主簧的静特性和动特性进行了有限元仿真分析和实验验证。 首先针对所研究的惯性通道-解耦膜式液压悬置进行了结构和工作原理分析,利用振动理论和流体力学的原理进行了数学推导,采用集总参数法建立单质量.液压悬置的非线性力学模型和数学模型。该模型充分考虑了橡胶结构、流体振荡、通道压力损失以及惯性通道形状等因素对悬置动特性的影响。介绍了液压悬置动特性的评价指标,然后对液压悬置的非线性动特性进行理论分析。对惯性液柱的固有频率和位移频率函数进行了定义,并分别对液压悬置在低频、高频和共振频率的动特性进行了详细的分析。运用MATLAB编程进行了低频动特性仿真计算,并通过低频试验证明该结果的正确性和模型的可靠性。 其次对液压悬置的非线性动特性进行了参数化分析,分别研究了激振条件、橡胶主簧参数、惯性通道参数和液体物理性质参数对悬置动特性的影响。对比分析表明:液压悬置的动刚度特性受橡胶主簧和液压减振机构的共同影响,阻尼特性受液压机构影响比较大。总结各参数对悬置动特性的影响规律,并以传递到固定端的力最小为目标函数对液压悬置的结构参数进行优化。结果表明,在相同的激振条件下,优化后的悬置元件传递到固定端的力减小,有效的提高了悬置的减振性能,说明悬置优化结果良好。 最后,运用有限元分析的方法,建立了橡胶主簧的有限元模型。在ABAQUS中分析了液压悬置橡胶主簧的动态特性。采用动刚度和滞后角两个参数对橡胶主簧的动态特性进行表征。在分析过程中,分为低频和高频两种情况,采用不同振幅的激励进行仿真计算。结果表明:低频范围内橡胶主簧动刚度随着频率的增加而增加,变化幅度较小；滞后角随频率的增加而增加,变化幅度较大。高频条件下,橡胶主簧动刚度随着频率增加而变大,此种情况下的动刚度比低频、大振幅激励时的动刚度要大。而橡胶主簧滞后角则随着频率的增加而略有增加,变化幅度较小。 |
| 作者： | 王鑫峰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄鼎友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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