渐变节流液压缓冲器结构设计优化与动态特性研究

发布时间：2017-10-04 13:28

  本文关键词：渐变节流液压缓冲器结构设计优化与动态特性研究

  更多相关文章： 液压缓冲器 渐变节流 数学建模 特性曲线 单轮悬挂仿真

【摘要】：液压缓冲器是大型设备上重要的缓冲减振部件,广泛应用于建筑、车辆、机械等工程行业。将液压缓冲器应用于车辆悬挂系统中,具有很好的缓冲吸振作用,可以有效改善车辆悬挂系统的性能,提高车辆行驶能力。液压缓冲器依靠液压阻尼力对作用在其上的物体进行缓冲,使物体减速直至停止,并且将吸收的能量通过热能的形式散发掉。为得到渐变节流式液压缓冲器的理想缓冲特性,本文根据液压缓冲器的结构特点和工作原理,基于流体力学及运动学等相关理论建立缓冲过程的数学模型。以理想缓冲特性曲线为目标函数建立阻尼孔两侧的等流量方程,继而得到缓冲器有效节流面积的数学模型。通过公式推导可得出渐变节流液压缓冲器节流杆的外部轮廓曲线方程,利用Matlab进行求解,并通过数值拟合,得到该曲线的多项式拟合方程。将该曲线方程应用于缓冲过程的数学模型中,得到了较为理想的缓冲特性曲线,验证了其缓冲过程模型的正确性和该有效节流面积模型建立方法的可行性。对缓冲器缓冲和复位的整个过程进行仿真分析,将研究结果与恒节流缓冲器的缓冲特性进行对比,表明在相同冲击情况下,渐变节流液压缓冲器较恒节流液压缓冲器有更高的缓冲效率和更小的最大缓冲力。为研究渐变节流液压缓冲器在履带车辆悬挂系统中所起的作用,利用多体仿真软件RecurDyn建立履带车辆单轮油气悬挂系统三维模型,将数值分析所得到的缓冲器缓冲特性拟合曲线加载到模型中,得到与数值计算相对应的多体动力学模型,对该模型进行振动平台与路面仿真。对振动平台赋予不同的初始速度进行冲击仿真可以得到三种缓冲效果,对比缓冲器在冲击过程中对不同冲击速度所起到的缓冲机理,分析其缓冲特性;对缓冲器进行不同行驶速度下的路面仿真分析,通过平衡肘摆角随时间变化曲线,可以分析得到缓冲器在路面运动中对平衡肘及其整车的影响作用,并且和相同条件下无缓冲器与恒节流缓冲器悬挂系统的影响效果进行对比,突出其更为优秀的缓冲特性,并验证该数学建模方法的正确性。
【关键词】：液压缓冲器 渐变节流 数学建模 特性曲线 单轮悬挂仿真
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 选题的背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.3 课题主要研究工作16-18
• 第2章 渐变节流液压缓冲器建模分析18-34
• 2.1 缓冲器简介18-22
• 2.1.1 缓冲器分类18-21
• 2.1.2 缓冲器性能评价21-22
• 2.2 缓冲器的结构和工作原理22-23
• 2.3 液压缓冲器的设计分析23-24
• 2.4 缓冲过程的数学建模24-29
• 2.4.1 流体动力学24-26
• 2.4.2 前提假设26
• 2.4.3 数学模型的建立26-29
• 2.5 缓冲器有效节流面积建模29-32
• 2.5.1 目标函数的建立30
• 2.5.2 阻尼孔液压阻力30-31
• 2.5.3 弹簧压缩力31-32
• 2.5.4 摩擦阻力32
• 2.6 缓冲器节流杆轮廓方程32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第3章 渐变节流液压缓冲器数学仿真34-48
• 3.1 Matlab与龙格—库塔法34-35
• 3.2 仿真计算35-37
• 3.2.1 节流杆轮廓曲线拟合35-37
• 3.2.2 仿真计算过程37
• 3.3 仿真结果及分析37-40
• 3.4 初始工况对缓冲的影响40-42
• 3.5 缓冲器缓冲、复位整个过程的动态仿真42-44
• 3.5.1 缓冲器复位过程建模42
• 3.5.2 缓冲、复位过程仿真42-44
• 3.6 与恒节流缓冲器性能对比分析44-47
• 3.6.1 恒节流缓冲器建模44-45
• 3.6.2 缓冲特性曲线对比45-47
• 3.7 本章小结47-48
• 第4章 履带车辆单轮悬挂系统动力学研究48-61
• 4.1 多体系统动力学48-51
• 4.1.1 多体系统动力学的发展48-49
• 4.1.2 多刚体系统理论49-50
• 4.1.3 多体系统仿真软件50-51
• 4.2 悬挂系统分析51-52
• 4.3 悬挂系统主要构件的简化处理52-56
• 4.3.1 油气悬挂的简化模型53-54
• 4.3.2 液压缓冲器的简化模型54-56
• 4.4 悬挂系统动力学模型的建立56-60
• 4.4.1 模型主要构件位置选定56-57
• 4.4.2 悬挂系统几何模型的建立57-58
• 4.4.3 单轮悬挂模型约束添加58-59
• 4.4.4 悬挂系统初始条件和驱动的添加59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 单轮悬挂系统动力学仿真分析61-70
• 5.1 单轮悬挂系统冲击仿真61-62
• 5.2 不同冲击速度下仿真分析62-65
• 5.2.1 冲击速度为2.4m/s时的仿真分析62-63
• 5.2.2 冲击速度为5m/s时的仿真分析63-65
• 5.2.3 冲击速度为8m/s时的仿真分析65
• 5.3 单轮悬挂系统路面仿真65-69
• 5.3.1 单轮系统路面建模65-67
• 5.3.2 单轮路面仿真结果67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果76-77
• 致谢77-78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张文斌;周晓军;;液压缓冲器特性计算与仿真分析[J];农业机械学报;2008年07期

2 田文健;多孔式渐变节流液压缓冲器的设计原理和方法探讨[J];甘肃工业大学学报;1980年02期

3 寿庆丰;一种可调节小型高效液压缓冲器[J];机床与液压;1999年02期

4 张宇,李晓雷;采用球面活塞的液压缓冲器特性研究[J];液压气动与密封;2003年03期

5 赵利军;;液压缓冲器的工作原理及其选型计算[J];设备管理与维修实践和探索;2005年S1期

6 张磊;汪玉;温肇东;史少华;;一种被动式液压缓冲器原理及工作过程仿真研究[J];机床与液压;2009年11期

7 史华成;高彩云;沈亮;;一种力值可调式液压缓冲器的仿真与分析[J];液压与气动;2013年05期

8 ;一种液压缓冲器[J];机械工人技术资料;1975年06期

9 王崇满;深水抛锚用液压缓冲器[J];舰船科学技术;1981年02期

10 龟井俊明 ,钦培忠;理想的小型液压缓冲器[J];粮油加工与食品机械;1984年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 赵利军;;液压缓冲器的工作原理及其选型计算[A];设备管理与维修实践和探索论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 胡标;液压缓冲器建模、仿真及实验研究[D];浙江大学;2006年

2 卓耀彬;液压缓冲器特性及其检测方法研究[D];浙江大学;2006年

3 鲁江;渐变节流液压缓冲器结构设计优化与动态特性研究[D];沈阳理工大学;2016年

4 孙爽;多孔式液压缓冲器仿真与优化设计[D];大连理工大学;2006年

5 黄红;气动缓冲和液压缓冲器的原理和特性研究[D];浙江大学;2003年

6 王成文;新型液压缓冲器缓冲机理研究[D];武汉理工大学;2014年

7 陈占清;活塞复位式液压缓冲器的研究[D];上海交通大学;2007年

8 谢承;起重机液压缓冲器监测系统的研究与设计[D];武汉理工大学;2014年

，

本文编号：970948