Performance evaluation and parameter sensitivity of energy-harvesting shock absorbers on different vehicles

Traditional shock absorbers provide favourable ride comfort and road handling by dissipating the suspension vibration energy into heat waste. In order to harvest this dissipated energy and improve the vehicle fuel efficiency, many energy-harvesting shock absorbers (EHSAs) have been proposed in recent years. Among them, two types of EHSAs have attracted much attention. One is a traditional EHSA which converts the oscillatory vibration into bidirectional rotation using rack-pinion, ball-screw or other mechanisms. The other EHSA is equipped with a mechanical motion rectifier (MMR) that transforms the bidirectional vibration into unidirectional rotation. Hereinafter, they are referred to as NonMMR-EHSA and MMR-EHSA, respectively. This paper compares their performances with the corresponding traditional shock absorber by using closed-form analysis and numerical simulations on various types of vehicles, including passenger cars, buses and trucks. Results suggest that MMR-EHSA provides better ride performances than NonMMR-EHSA, and that MMR-EHSA is able to improve both the ride comfort and road handling simultaneously over the traditional shock absorber when installed on light-damped, heavy-duty vehicles. Additionally, the optimal parameters of MMR-EHSA are obtained for ride comfort. The optimal solutions (‘Pareto-optimal solutions’) are also obtained by considering the trade-off between ride comfort and road handling.     

力对开孔型频率选择表面电磁性能的影响

频率选择表面(FSS)被广泛用于各个领域。很多情况下,频率选择表面会受到外力的作用,例如:嵌在集成桅杆外壳或者雷达吸波-承载复合材料结构中的频率选择表面。文章研究了在力的作用下,频率选择表面的电磁性能是否会改变、如何改变。首先,分析了力影响频率选择表面电磁性能的机理;然后,使用力学有限元法和电磁学有限元法分析了不同大小、不同方向的力作用下,频率选择表面电磁性能改变的模式和大小。计算获得的电磁性能-力关系曲线显示:电磁性能的改变主要表现为电磁波响应频率的偏移和透射带宽的改变;在不同方向的力作用下,电磁性能的改变程度不一样。为了降低力对频率选择表面电磁性能的影响,在布置频率选择表面时,应使受力的方向避开频率选择表面的最敏感方向,同时带圆角的开孔型频率选择表面值得研究。     

汽车减振器阀系参数建模及CAD软件开发

利用节流压力与流量以及阀片变形之间的关系,建立了减振器阀系参数设计数学模型和优化目标函数.在此基础上,开发了一套减振器阀系参数CAD软件,并对其特点进行分析.通过实例,利用该软件对阀系参数进行CAD设计,并对减振器进行了阻力特性试验,其结果与特性要求值相近.这表明所建立的减振器阀系参数设计模型是正确的,所开发的阀系参数CAD软件是可靠的,对于减振器设计具有实际推广价值.     

可调动力吸振器降噪设计方法研究

可调动力吸振器的出现拓展了动力吸振器的应用范围,然而将其应用于降噪声学设计,目前研究得并不充分,这主要是由于声学实验和声学数值仿真的代价与难度所致。本文采用声学边界元法与结构动力优化方法,研究了四边简支板在不同设计准则下采用可调动力吸振器进行降噪声学设计的效果,为可调谐动力吸振器的降噪应用提供指导。数值计算结果表明,将调谐、解调作为声学设计策略各有优缺点。调谐策略的优点是能将动力吸振器作用区域附近的振动降为最低,但并不能保证噪声指标减少最多。解调策略的优点是能将全局声学指标降到最低,但在实际应用中噪声信号的采集和反馈控制代价过高。本文建议采用振动水平极小化策略来代替解调和调谐策略进行声学优化设计。数值计算结果与文献实验结果的对比验证了本文策略的有效性。同时本文研究了动力吸振器参数对主振系统整体和局部模态的影响。     

全承载客车正面碰撞吸能器设计与验证

为开发大型全承载客车碰撞吸能器,通过整车正面碰撞有限元仿真分析,确定了吸能器合理的吸能量和压溃力,以压溃力为目标进行吸能器结构参数设计。采用铝合金和DP600钢试制了吸能器样件,通过静态压溃试验对比不同吸能器的压溃力和变形模式,并通过台车碰撞和整车碰撞试验验证吸能器性能。结果表明,铝合金吸能器的压溃变形模式稳定,材料没有撕裂现象,在正面碰撞、偏置碰撞、斜角碰撞等多种碰撞工况下都能产生良好变形,满足整车碰撞安全性的要求。     

基于商用车气囊减震系统的舒适性研究

随着社会的发展,商用卡车的减震系统从最初的机械减震发展到后来流行的气囊减震,全浮式、半浮式、四点悬浮气囊结构等,说明人们对商用车的舒适性要求越来越高。文章研究全浮式气囊减震系统在商用车领域中的设计应用,舒适性要求仅通过理论计算很难获得最佳状态,应通过理论、实验相结合方式持续优化。在设计验证阶段,需要对实车进行初步测量,计算出固有参数,再通过一些特殊手段计算出相应数据作为输入,经过分析筛选出有效数据,进行分析,使用初版参数样件进行装车,最后通过不断的实际路试进行验证修正原输入参数,最终确定最佳匹配参数并固化下来用于量产。     

城市轨道车辆车体被动式吸振器减振设计研究

针对城市轨道车辆车体振动的问题,建立了含被动式吸振器的车轨垂向振动模型,指出了传统二自由度被动式吸振器应用在轨道车辆上的局限性,提出了适用于城市轨道车辆车体被动式吸振器减振设计方法,利用Sperling平稳性指标验证了被动式吸振器在不同速度和载客量工况下的减振效果,探讨了被动式吸振器的安装可行性.研究结果表明:传统被动...     

某型汽车后减振器异响分析与改进

针对某型车总装下线后经过绳索路面时车内出现明显的冲击异响问题,进行主观评价和客观测量,判定异响来自后减振器上支撑总成,并对上支撑总成进行优化改进.     

深井抗振仪器减振腔的减振仿真设计

深井抗振仪器工作在井下2000~4500m,工作时须承受聚能弹的爆破冲击,因此有效的抗振设计是实现该仪器在恶劣条件下工作的关键。减振腔是抗振仪器的3个减振环节之一,其动力学模型及其特征参数都比较复杂。在减振腔动力学简化模型的基础上,建立减振腔的4层动力学微分方程组,输入各层的等效虎克系数和等效阻尼,采用MATLAB软件对动力学微分方程组的仿真计算,来准确表达系统的输出响应特性。在清华大学力学实验室对减振腔进行了多组冲击载荷实验,试验结果与仿真输出基本一致,证明模型的建立和特征参数设计的正确性。     

防止铝合金减震器筒体渗漏的铸造工艺措施

减少铝液中的含气量、减少缩松倾向的工艺措施、使用金属型加强排气是防止减震器筒体渗漏缺陷的几种铸造工艺措施,经过生产实际验证后效果良好。除了采用在型腔内安放预置金属型芯会增加型芯制造及安放工时外,其它措施均方便可行,这些铸造工艺措施对减震器筒体及其它铝合金铸件的生产有一定的参考价值。