空气弹簧特性分析与试验研究
发布时间：2021-09-06 20:50
空气弹簧弹性特性会被气囊压力、底座形状和附加气室容积等因素影响,所以可以根据需要将刚度特性曲线设计为理想形状,如车辆空气悬架刚度特性曲线最理想的反S形。空气弹簧自振频率很低且稳定,因此对高频振动具有很好的隔振能力,且降噪能力强。这些性能优势使空气弹簧得到广泛应用。本文以德国CONTITECH康迪泰克品牌下不同型号的空气弹簧产品作为研究对象,根据其各项参数在ABAQUS软件中建立相应的有限元模型,然后进行特性研究。在静态特性分析中得出位移-载荷曲线,通过在不同参数下得到的曲线图得出这些参数对静态特性的影响。在动态特性分析中得出频率-动刚度曲线,得出不同频率下动刚度的变化规律。首先,在空气弹簧有限元建模过程中,创建橡胶气囊模型、腔内气体模型和实体模型,设置各模型材料属性,对接触问题和约束条件进行定义,完成网格划分,并制定静特性和动特性有限元分析步骤。其次,对空气弹簧有限元模型进行静态特性分析和动态特性分析。在静态特性分析中主要研究初始气压、帘线层参数、附加气室容积、不同曲数以及不同结构尺寸等因素对静态特性的影响。在动态特性分析中,针对不同激振频率和对应幅值来研究空气弹簧动态特性,得出不同频...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
橡胶气囊的结构示意图
图 2-2 空气弹簧的结构示意图(1)囊式空气弹簧囊式空气弹簧根据曲数可分为单曲囊式、双曲囊式和多曲囊式等形式。囊每段曲囊之间有金属环，一般被称为卡箍，用来承受气囊内压产生的囊式空气弹簧在弹性变形过程中有效承压面积变化较大，所以囊式空气度较大，振动频率较高。通常通过安装附加气室或者增加橡胶气囊的曲小刚度和振动频率，以更好的满足车辆舒适性的需求。附加气室容积大程度后对降低振动频率没有帮助，因此设计时附加气室容积一般不超过囊容积的三倍。合理选择有效面积变化率和附加气室的容积，可使囊式簧得到更低的刚度和振动频率。增加气囊的曲数可以减小囊式空气弹簧和振动频率，但随着曲数的增加空气弹簧的高度也在增加，会对在车辆统中的安装带来一定影响。汽车上最常用的是双曲囊式空气弹簧，因为安装高度中双曲囊式空气弹簧的刚度和振动频率更低，且也可获得更大变形。(2)膜式空气弹簧
调整上盖板边缘的包角大小来适当改变空气弹簧的刚度特性，所以无向架的中央悬架一般采用此类空气弹簧。底座多是轻质铸钢或钢板，面一般经过镀铬处理，用以减小变形过程中底座与气囊间的摩擦[36]。 空气弹簧特点气弹簧是由橡胶气囊、上盖板、下盖板、底座、卡箍、缓冲块、附加气件构成，工作时要在橡胶气囊内部充入压缩气体，空气弹簧的工作气压 0.3～0.7 MPa,能在-40～70 ℃的温度范围内工作[37]。空气弹簧有以下特1)空气弹簧的刚度值会受外载荷的影响，而其自振频率几乎恒定。而普簧的刚度不会随载荷的变化而改变，所以普通金属弹簧的自振频率范8]。空气弹簧与金属弹簧的静特性对比曲线如图 2-3，由特性图可以得出簧的静挠度随载荷增加而增大，金属弹簧的刚度特性曲线为倾斜直线定值，刚度不变。而空气弹簧静挠度在不同载荷下几乎为定值，因而率几乎恒定。因此应用空气弹簧悬架系统的车辆行驶平顺性更好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空气弹簧在机械振动台中的应用[J]. 赵晓敏. 电子工业专用设备. 2011(09)
[2]带附加气室空气弹簧力学特性参数试验[J]. 王家胜,朱思洪. 江苏大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]带附加气室空气弹簧动刚度影响因素试验研究[J]. 王家胜,朱思洪. 振动与冲击. 2010(06)
[4]空气弹簧技术现状及发展趋势[J]. 李汉堂. 橡塑技术与装备. 2010(06)
[5]空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析[J]. 陈燎,周孔亢,李仲兴. 机械工程学报. 2010(04)
[6]汽车空气弹簧橡胶气囊的结构分析方法[J]. 袁春元,周孔亢,吴琳琪,安登峰,王国林. 机械工程学报. 2009(09)
[7]车用空气弹簧有限元分析方法[J]. 袁春元,周孔亢,吴琳琪,安登峰,王国林. 机械工程学报. 2009(06)
[8]空气弹簧弹性特性理论分析与试验研究[J]. 郑明军,王海花,王渊. 噪声与振动控制. 2009(03)
[9]带附加气室空气弹簧动刚度的线性化模型研究[J]. 王家胜,朱思洪. 振动与冲击. 2009(02)
[10]汽车空气弹簧的应用现状及发展趋势[J]. 韩厚禄,邓楚南. 重型汽车. 2008(03)
博士论文
[1]车辆电子控制空气悬架理论与关键技术研究[D]. 崔晓利.中南大学 2011
[2]带附加气室空气弹簧动力学特性研究[D]. 王家胜.南京农业大学 2009
[3]铁道车辆空气弹簧动力学特性及其主动控制研究[D]. 刘增华.西南交通大学 2007
硕士论文
[1]车用空气弹簧力学特性研究与有限元分析[D]. 陆晓黎.华南理工大学 2011
[2]带箍结构空气弹簧非线性有限元分析及试验研究[D]. 莫荣利.湖南大学 2010
[3]空气弹簧隔振系统载荷分配优化研究[D]. 夏仕朝.西安科技大学 2008
[4]中低速磁浮列车空气弹簧悬架特性及关键技术研究[D]. 卢建.国防科学技术大学 2007
[5]低频高载荷空气弹簧研究[D]. 郝玉密.南京航空航天大学 2007
本文编号：3388152
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
橡胶气囊的结构示意图
图 2-2 空气弹簧的结构示意图(1)囊式空气弹簧囊式空气弹簧根据曲数可分为单曲囊式、双曲囊式和多曲囊式等形式。囊每段曲囊之间有金属环，一般被称为卡箍，用来承受气囊内压产生的囊式空气弹簧在弹性变形过程中有效承压面积变化较大，所以囊式空气度较大，振动频率较高。通常通过安装附加气室或者增加橡胶气囊的曲小刚度和振动频率，以更好的满足车辆舒适性的需求。附加气室容积大程度后对降低振动频率没有帮助，因此设计时附加气室容积一般不超过囊容积的三倍。合理选择有效面积变化率和附加气室的容积，可使囊式簧得到更低的刚度和振动频率。增加气囊的曲数可以减小囊式空气弹簧和振动频率，但随着曲数的增加空气弹簧的高度也在增加，会对在车辆统中的安装带来一定影响。汽车上最常用的是双曲囊式空气弹簧，因为安装高度中双曲囊式空气弹簧的刚度和振动频率更低，且也可获得更大变形。(2)膜式空气弹簧
调整上盖板边缘的包角大小来适当改变空气弹簧的刚度特性，所以无向架的中央悬架一般采用此类空气弹簧。底座多是轻质铸钢或钢板，面一般经过镀铬处理，用以减小变形过程中底座与气囊间的摩擦[36]。 空气弹簧特点气弹簧是由橡胶气囊、上盖板、下盖板、底座、卡箍、缓冲块、附加气件构成，工作时要在橡胶气囊内部充入压缩气体，空气弹簧的工作气压 0.3～0.7 MPa,能在-40～70 ℃的温度范围内工作[37]。空气弹簧有以下特1)空气弹簧的刚度值会受外载荷的影响，而其自振频率几乎恒定。而普簧的刚度不会随载荷的变化而改变，所以普通金属弹簧的自振频率范8]。空气弹簧与金属弹簧的静特性对比曲线如图 2-3，由特性图可以得出簧的静挠度随载荷增加而增大，金属弹簧的刚度特性曲线为倾斜直线定值，刚度不变。而空气弹簧静挠度在不同载荷下几乎为定值，因而率几乎恒定。因此应用空气弹簧悬架系统的车辆行驶平顺性更好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空气弹簧在机械振动台中的应用[J]. 赵晓敏. 电子工业专用设备. 2011(09)
[2]带附加气室空气弹簧力学特性参数试验[J]. 王家胜,朱思洪. 江苏大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]带附加气室空气弹簧动刚度影响因素试验研究[J]. 王家胜,朱思洪. 振动与冲击. 2010(06)
[4]空气弹簧技术现状及发展趋势[J]. 李汉堂. 橡塑技术与装备. 2010(06)
[5]空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析[J]. 陈燎,周孔亢,李仲兴. 机械工程学报. 2010(04)
[6]汽车空气弹簧橡胶气囊的结构分析方法[J]. 袁春元,周孔亢,吴琳琪,安登峰,王国林. 机械工程学报. 2009(09)
[7]车用空气弹簧有限元分析方法[J]. 袁春元,周孔亢,吴琳琪,安登峰,王国林. 机械工程学报. 2009(06)
[8]空气弹簧弹性特性理论分析与试验研究[J]. 郑明军,王海花,王渊. 噪声与振动控制. 2009(03)
[9]带附加气室空气弹簧动刚度的线性化模型研究[J]. 王家胜,朱思洪. 振动与冲击. 2009(02)
[10]汽车空气弹簧的应用现状及发展趋势[J]. 韩厚禄,邓楚南. 重型汽车. 2008(03)
博士论文
[1]车辆电子控制空气悬架理论与关键技术研究[D]. 崔晓利.中南大学 2011
[2]带附加气室空气弹簧动力学特性研究[D]. 王家胜.南京农业大学 2009
[3]铁道车辆空气弹簧动力学特性及其主动控制研究[D]. 刘增华.西南交通大学 2007
硕士论文
[1]车用空气弹簧力学特性研究与有限元分析[D]. 陆晓黎.华南理工大学 2011
[2]带箍结构空气弹簧非线性有限元分析及试验研究[D]. 莫荣利.湖南大学 2010
[3]空气弹簧隔振系统载荷分配优化研究[D]. 夏仕朝.西安科技大学 2008
[4]中低速磁浮列车空气弹簧悬架特性及关键技术研究[D]. 卢建.国防科学技术大学 2007
[5]低频高载荷空气弹簧研究[D]. 郝玉密.南京航空航天大学 2007
本文编号：3388152
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