汽车空气弹簧垂向动态性能及试验方法探讨

对空气弹簧垂向静、动态性能进行理论分析，并对一些影响空气弹簧性能的因素进行研究；着重讨论空气弹簧动刚度的试验方法。     

大客车空气弹簧动态特性的试验分析

空气弹簧具有变刚度特性，其振动频率要比钢板弹簧低得多。对客车用空气簧动态特性进行了试验分析。结果表明，空气弹簧在多种载荷工况下特性曲线具有相似性，说明一种空气弹簧适合于多种载荷的汽车；空气弹簧的动刚度主要取决于激励频率，在低频范围内幅值比较小，高频范围内幅值比较大。     

连接管路管径对空气弹簧动刚度特性的影响

对于带有附加气室的空气弹簧,主、附气室间连接管路的管径对弹簧刚度特性影响较大.用数值方法对管路内部气体流动进行模拟计算,采用FLUNET软件中模拟分析管路内部的三维流场,研究管径对管路内部流场和弹簧刚度特性的影响.同时,建立带附加气室空气弹簧特性试验系统,测试主附气室间连接管路不同管径时空气弹簧的动刚度特性.试验和模拟的结果表明,随着连接管路管径的增大,主附气室间气体交换量大,管路内部流场较稳定,弹簧动刚度减小.     

双腔室空气弹簧模型及动态特性研究

双腔室空气弹簧以其优良的隔振性能及刚度可变特性已经在部分高端车型和赛车上得到应用,但是对其动刚度预报的精确模型及动态特性的深入研究还不够完善。基于能量原理从热力学角度出发,结合空气动力学及结构动力学给出一套双腔室空气弹簧的精确模型并给出各刚度、阻尼项明确的物理意义。设计示功试验,选取不同振幅和频率的正弦激励对双/单腔空气弹簧进行试验验证。试验结果表明所提动刚度模型能够很好地反映出双腔室空气弹簧的滞回特性及刚度可变特性,也能够明确反映出动刚度的频率相关性。最后基于模型给出各参数项对动刚度幅值和滞回相位角的影响规律,基于试验验证仿真结果并给出规律的物理解释。研究结果表明：单腔室空气弹簧的动刚度频率特性相位角仅因热交换而存在一个峰值;双腔室空气弹簧的动刚度相位角存在2个峰值,主要是由热交换(第1峰)与小孔产生的阻尼效应(第2峰)导致;当激励频率趋向于无穷时,由于热交换不充分及腔室之间气体来不及进行交换,故单/双腔室空气弹簧的动刚度相位角逐渐趋向于零;研究得出的模型预报方法及动态特性可以对单/双腔室空气弹簧的动刚度进行准确估计,并给出了其动刚度的频率相关性及其影响因素与变化规律。研究结论能够对空气弹簧的整车动力学匹配及设计提供正面的指导。     

基于Payne效应的膜式空气弹簧非线性动刚度模型

本文中提出了一种考虑气囊橡胶Payne效应和热力学等效刚度阻尼滞回特性的膜式空气弹簧非线性动刚度模型,以解决空气弹簧动刚度非线性建模难题,并为气囊结构设计与材料选择提供理论依据。首先,通过示功试验对动刚度实部和虚部进行参数识别,表明在小振幅下,气囊橡胶Payne效应会引起动刚度的增大,并验证了不同振幅和频率激励下模型的正确性。接着,从振幅和频率两个维度给出了各解耦变量贡献度变化趋势的物理解释。结果显示,气囊橡胶的Payne效应使动刚度实部随振幅增大而减小,虚部随振幅增大呈现先增大后逐渐减小的趋势;气体刚度和由热交换产生的等效阻尼会使动刚度实部随频率升高逐渐增大,虚部随频率升高先增大后减小。最后给出了一个反映橡胶气囊动刚度贡献率的膜式空气弹簧新的评价指标,可直接表征空气弹簧低幅动态性能和结构设计与材料选择的优劣。试验表明,该值主要随振幅增加明显下降,橡胶气囊在低振幅时产生的刚度不可忽视。     

汽车悬架用空气弹簧的非线性有限元分析

讨论了空气弹簧的材料、几何、接触、载荷等非线性力学特征，提出了运用非线性有限元法对空气弹簧进行结构分析的思路，并对某型汽车空气弹簧进行了充气变形与刚度特性分析，刚度特性的有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

基于ABAQUS的帘线参数对汽车空气弹簧垂向刚度影响的研究

运用非线性有限元分析软件ABAQUS建立膜式空气弹簧有限元模型,计算其垂向刚度特性,讨论帘线角、帘线层间距、帘线层数等安全气囊帘线参数对空气弹簧垂向刚度特性的影响.将0.3 MPa和0.5 MPa空气弹簧垂向刚度曲线与试验曲线进行了比较,结果表明,计算值与试验值比较吻合,证明该模型正确,仿真结果有效.     

空气弹簧悬架系统在强迫振动下的动力学分析

利用非线性动力学的方法研究了空气弹簧悬架的非线性动力学特性。通过空气热力学方程和试验得出空气弹簧的刚度特性,对单自由度1/4车辆模型只考虑车辆的垂向运动,得到其振动方程,并研究在单频正弦激励情况下的主共振,利用平均法得到了一次近似解及幅频关系。利用奇异性理论分析其分岔集,可知系统为叉形分岔的普适开折。结果表明:激励幅值与非线性刚度是影响空气弹簧悬架非线性特性的主要因素,且非线性刚度中只有立方非线性起作用。     

空气弹簧刚度特性模型及气体非理想化修正方法研究

基于范德瓦耳斯方程建立了3类空气弹簧的刚度特性模型,通过理论分析可知.以往的模型不能反映范德瓦耳斯常数,空气弹簧初始压力和温度等气体非理想化因素的影响,为此引入一个表征气体非理想化特性的无量纲因子H进行修正.仿真计算结果表明,在低温高压的情况下.基于理想气体状态方程的空气弹簧刚度特性模型存在较大误差:引入H可改善空气弹簧刚度特性模型的适用性     

基于Fancher模型的钢板弹簧动刚度拟合精度研究

基于Fancher模型采用最小二乘算法实现了钢板弹簧动刚度拟合,仿真与试验对比结果表明,Fancher模型具有较高的拟合精度,能够较好地模拟钢板弹簧的迟滞特性。进一步基于不同组数和行程的试验结果进行拟合精度研究,结果表明,基于2组试验数据即能够实现高精度拟合。结合2组动刚度试验结果和Fancher模型,通过参数辨识即可获取钢板弹簧动刚度特性,能够达到显著降低试验成本、缩短试验周期的目的。     

带附加空气室空气弹簧垂向刚度有限元分析

利用非线性有限元软件Abaqus建立带附加气室空气弹簧模型,通过理论计算和有限元分析,讨论节流孔径等对空气弹簧的垂直静刚度的影响。研究结果表明：增加附加气室有利于降低系统刚度;节流孔小于5 mm,附加气室基本不起作用,大于20 mm,再增大孔径,弹簧静刚度影响不大。     

带附加气室的气缸型空气悬架的特性研究

空气弹簧主要以橡胶囊式或膜式为主~([1]),笔者注意到几乎没有对气缸空气弹簧的研究。论文设计了一种带附加气室的刚度可调节的气缸空气弹簧。以热力学和流体力学相关知识,建立气缸的输出力和阻尼力理论计算公式,基于Matlab/simulink建立气缸空气弹簧的数学模型,得出了气缸弹簧模型刚度非线性特性,并分析了不同附加气室容积下的固有频率,随着容积的不断变大,固有频率逐渐减小。分析了不同节流孔开度对阻尼作用的影响。建立了四分之一空气悬架模型,验证气缸作为空气弹簧的可行性。并与被动悬架作比较,仿真结果表明气缸可以作为空气弹簧且优于被动悬架。     

基于非线性空气悬架理论的仿真及试验

从空气弹簧非线性特性人手对汽车空气弹簧悬架系统进行分析，运用Matlab／Simulink软件进行空气弹簧非线性曲线拟合和悬架系统的仿真计算，在此基础上进行了实际随机输入路面上的汽车平顺性试验，并对试验仪器及过程进行了详细描述。通过对试验结果与仿真数据的比较，证实了理论分析的正确性和仿真的准确性。     

基于遗传算法的空气弹簧优化设计

为满足车辆快速高效的设计要求,文章提出了某轻型客车空气弹簧基于遗传算法的优化设计。文章在保证原悬架零件通用性的前提下,空气悬架采用复合空气悬架的结构形式。通过建立空气弹簧计算数学模型,利用现有空气弹簧参数验证了仿真模型的准确性,然后利用遗传算法优化某轻型客车空气弹簧参数,最后进行样件台架和道路试验。试验结果表明,空气弹簧刚度特性符合设计要求。     

车辆空气悬架研究综述

本文简要介绍了空气悬架的优缺点，在分析车辆振动传递特性基础上，着重论述了为获得理想的减振效果国内外围绕空气弹簧悬架独特的可变刚度、低固有频率特性展开的理论研究，文中还对空气悬架应用过程中出现过的问题和空气悬架发展趋势进行了阐述。     

基于神经网络PID控制的客车ECAS设计与实现

以飞思卡尔MC9S08GB60单片机为控制核心,以亚星YBL6891H型客车为试验对象,针对空气悬架系统本身的非线性特性,采用神经PID控制算法,设计了一种通过检测车身高度对空气弹簧进行充排气,进而改变弹簧刚度的客车电控空气悬架系统.根据悬架评价指标建立了电控悬架的2自由度1/4车辆模型,通过仿真验证了该悬架系统对悬架动行程、车轮动载荷及车身垂直加速度这3项汽车行驶平顺性评价指标的改善,最后通过试验验证了所设计控制策略的正确性.     

空气悬架大客车平顺性仿真研究

空气弹簧具有变刚度特性，其固有振动频率要比钢板弹簧低得多，且不随汽车承载质量的变化而改变。安装有空气悬架的汽车车轮动载荷小，可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性，减小了高速行驶车辆对路面的破坏。空气悬架在汽车悬架系统中的应用越来越广泛。本文以安装有空气悬架的大客车为研究对象，利用多体系统动力学原理建立空气弹簧大客车整车动力学仿真模型，并对其平顺性进行仿真研究。     

某重型卡车空气弹簧刚度特性研究

现阶段国内外的汽车企业都非常重视空气弹簧在车辆悬架系统中的运用与研究,由于空气弹簧独特的非线性刚度特性使得其在汽车悬架系统中能够起到很好的减振作用,提高车辆的平顺性能和舒适性能。高端重型卡车空气弹簧进行了刚度测试实验,然后运用ABAQUS软件对空气弹簧进行了有限元建模与刚度特性分析,将刚度测试实验结果与有限元分析结果进行比对验证了仿真结果的正确与可行性,同时确定了其他工作行程所需数据可以通过仿真数据进行模拟来实现,为后续的空气弹簧悬架子系统的动力学模型的建立提供了较为完整的数据资料。     

金属弹簧电流变隔振器动特性试验研究

利用电流变液体（ERF）的可调阻尼特性,设计了一种金属弹簧电流变隔振器并阐述了它的工作原理,通过对简化力学模型的理论分析和隔振器试验研究,发现隔振系统的动特性对结构参数非常敏感,过高或过低的系统弹簧刚度均小利于发挥电流变效应。     

客车用空气弹簧分析研究

叙述客车用空气弹簧的国内外发展状况及空气弹簧的特点，讨论空气悬架的刚度特性、有效面积特性、频率特性及其影响因素，分析空气悬架的控制特性及关键技术。