双向作用筒式减振器可靠性分析及故障研究

发布时间：2017-11-05 16:35

  本文关键词：双向作用筒式减振器可靠性分析及故障研究

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【摘要】：我国汽车产销量的连年增长带动了汽车配件市场的繁荣,减振器因其复杂的结构和对汽车行驶平顺性、安全性的影响,无疑是整车中的关键部件。本文从双向作用筒式减振器的可靠性角度出发,旨在通过对减振器三种功能性故障失效数据的研究,得出减振器的失效率曲线,并对减振器的故障原因进行深入分析。建立减振器阀系和油液的三维模型,对其工作过程中可能出现的异常状态进行仿真,仿真结果对于减振器的优化设计和故障诊断具有一定的参考价值。在对减振器可靠性的研究中,经过拟合优度检验确定失效数据服从两参数威布尔分布,运用当量故障数计算公式将减振器故障数据进行整合,最终得出减振器当量故障的失效率曲线,确认减振器的失效属早期失效。运用故障树分析法对减振器的故障原因进行深入分析,总结出引起阻尼力异常和异响的主要原因包括阀片振动、油液粘连、空化、空程冲击等。在流-固耦合理论的研究中,分别推导流体部分和结构体部分的控制方程,并分析了控制方程离散后的差分方程的解法。深入了解流-固耦合分析软件的工作原理,确定选用隐式算法中的Newmark方法求解本文中所涉及的非线性有限元问题。建立减振器阀系及工作缸内油液的四分之一模型,在流固耦合分析软件ADINA中对模型进行前处理,包括划分网格、确定边界条件、施加约束和初始条件。对于仿真中的难点,如接触的设置、非线性弹簧单元的定义、动网格设置等都进行了合理的处置,保证运算的顺利进行。对减振器工作过程中节流阀片的振动情况进行仿真,之后从可靠性的角度出发,比较两种不同阀片结构的优劣;从原理上验证了减振器工作过程中油液吸附作用的存在,油液吸附作用的影响在三维模型的仿真中得到了验证。从原理角度分析了减振器工作过程中空化现象及活塞空程的产生,随后应用有限元分析软件ANSYS对空化现象进行仿真,确定空化易产生部位,并根据仿真结果对活塞结构进行改进,改进后相同工况下空化现象有了显著减弱。结合一定工作频率下活塞空程的计算公式,得出减振器压缩行程初始阶段空程的大小。为了解活塞空程对减振器工作性能的影响,在ADINA中建立了气-液两相流与结构体的流-固耦合分析模型,分析结果验证了减振器空程畸变和空程冲击的存在。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.335.1
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本文编号：1145032