液壓懸置橡膠主簧動特性的參數(shù)化研究和有限元分析.pdf

1、液壓懸置結構緊湊、重量輕、隔振性能好,是發(fā)動機隔振元件中一類較新的產品。由于其能在不同的激振頻率和激振振幅下提供不同的剛度和阻尼,隔振效果優(yōu)于傳統(tǒng)的橡膠懸置,因此在汽車上應用的越來越普遍。本文以某一國產轎車的液壓懸置為研究對象,對液壓懸置的動特性和基于動剛度和滯后角的參數(shù)化分析進行了深入研究。對液壓懸置橡膠主簧的靜特性和動特性進行了有限元仿真分析和實驗驗證。
　　 首先針對所研究的慣性通道-解耦膜式液壓懸置進行了結構和工作原理分

2、析,利用振動理論和流體力學的原理進行了數(shù)學推導,采用集總參數(shù)法建立單質量.液壓懸置的非線性力學模型和數(shù)學模型。該模型充分考慮了橡膠結構、流體振蕩、通道壓力損失以及慣性通道形狀等因素對懸置動特性的影響。介紹了液壓懸置動特性的評價指標,然后對液壓懸置的非線性動特性進行理論分析。對慣性液柱的固有頻率和位移頻率函數(shù)進行了定義,并分別對液壓懸置在低頻、高頻和共振頻率的動特性進行了詳細的分析。運用MATLAB編程進行了低頻動特性仿真計算,并通過低頻

3、試驗證明該結果的正確性和模型的可靠性。
　　 其次對液壓懸置的非線性動特性進行了參數(shù)化分析,分別研究了激振條件、橡膠主簧參數(shù)、慣性通道參數(shù)和液體物理性質參數(shù)對懸置動特性的影響。對比分析表明:液壓懸置的動剛度特性受橡膠主簧和液壓減振機構的共同影響,阻尼特性受液壓機構影響比較大?？偨Y各參數(shù)對懸置動特性的影響規(guī)律,并以傳遞到固定端的力最小為目標函數(shù)對液壓懸置的結構參數(shù)進行優(yōu)化。結果表明,在相同的激振條件下,優(yōu)化后的懸置元件傳遞到固定端

4、的力減小,有效的提高了懸置的減振性能,說明懸置優(yōu)化結果良好。
　　 最后,運用有限元分析的方法,建立了橡膠主簧的有限元模型。在ABAQUS中分析了液壓懸置橡膠主簧的動態(tài)特性。采用動剛度和滯后角兩個參數(shù)對橡膠主簧的動態(tài)特性進行表征。在分析過程中,分為低頻和高頻兩種情況,采用不同振幅的激勵進行仿真計算。結果表明:低頻范圍內橡膠主簧動剛度隨著頻率的增加而增加,變化幅度較小；滯后角隨頻率的增加而增加,變化幅度較大。高頻條件下,橡膠主簧動