基于模态分析的减震阻尼器随机振动特征研究.pdf
《基于模态分析的减震阻尼器随机振动特征研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于模态分析的减震阻尼器随机振动特征研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、技术应用TECHNOLOGYANDMARKETVol.30,No.8,2023基于模态分析的减震阻尼器随机振动特征研究刘明,陈东辰,王领,朱浩然,强红宾江苏理工学院机械工程学院,江苏常州2 130 0 1摘要针对家用汽车行驶过程中的振动特征,以其减震阻尼器为研究对象提出一种基于模态分析的振动特征分析方法。采用UG软件建立减震阻尼器三维模型,将其模型进行简化处理(去除不影响计算的圆角及小孔等特征),导入有限元分析软件,并对其进行模态分析及随机振动特征仿真计算。计算结果表明:随着模态的递增,减震阻尼器的激励频率明显增大。最后基于理论计算方法验证了所提分析方法的有效性。关键词减震阻尼器;力学特征;模
2、态分析;随机振动doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2023.08.0100引言减震阻尼器是机械装备减震装置的主要组成部分,在机械装备运转过程中可起到减缓外部载荷对机械装备冲击的作用。减震阻尼器具有工作噪音低、隔振效果好、制造成本低等优点,被广泛应用于不同类型的汽车中 13。随着汽车性能的提高,对其驾驶过程中车身稳定性提出了更高的要求,为了避免其固有频率在高阶模态下的改变对车身产生附件共振影响,有必要对其振动特性进行深人研究。针对减震阻尼器振的力学性能问题,国内外众多学者开展了深入研究 45 。Luol6研究桥面激励引起的间接激励下拉索-阻尼器减震方法,在其阻尼模型中,基
3、于经验法则增加了附加弹簧与阻尼器串联来优化其结构的灵活性。Xie7将线性阻尼器和非线性阻尼器相结合,研究阻尼器子系统柔性对整体地震响应的影响,分析结果表明,含柔性体的阻尼器可以获得比刚性支撑阻尼器高40%的中值峰值位移。陈昭行 8 以8 级抗震办公楼框架结构为研究对象,基于有限元分析方法对其阻尼器进行仿真计算,其计算结果为抗震办公楼框架结构优化设计提供理论支持。刘晓星 9 研究非线性菱形粘滞阻尼器的力学特性,推导了菱形粘滞阻尼器的等效阻尼比方程,结果表明:放大系数会对菱形阻尼器阻尼比产生明显的影响。40根据上述分析可知,减震阻尼器力学性能研究与其结构设计之间存在密切联系。本文提出了一种将模态分
4、析结果引人到减震阻尼器力学性能计算的新方法,建立一种家用汽车的减震阻尼器随机振动特征模型,有助于其结构设计的改进与优化。1减震阻尼器建模与理论振动特征的预测与评估可以为减震阻尼器动力学特性分析和结构优化设计改进提供重要的理论依据,为了避免共振或特征频率扰动影响汽车稳定性,本文采用模态分析方法对减震阻尼器进行数值模拟。1.1模型建立与参数选取减震阻尼器主要零件包括合金耐磨头、活塞杆、压缩弹簧、衬套、缸体、碟簧以及固定座。当有外载荷作用时,合金耐磨头与活塞杆向缸体内部运动,通过腔内介质将载荷传递给压缩弹簧以及碟簧,以机械能转化为弹性势能的形式减缓外载所产生的振动特征,达到减震效果。采用UG软件建立
5、减震阻尼器三维模型(见图1),为了便于计算,去除小孔、圆角、螺纹等不影响计算结果的几何特征。根据减震阻尼器实际产品参数,选取35 CrMo为减震阻尼器主要材料,其密度为7 8 7 0 kg/m,弹性模量为2 13GPa,泊松比为0.2 8 6。技术与市场2023年第30 卷第8 期技术应用缸体活塞杆合金耐磨头固定座衬套图1减震阻尼器三维模型1.2理论模型在汽车行驶过程中,由于路面不平整、运动副间隙特征、驱动转速不稳定等振动源激励作用,减震阻尼器的零部件也会随之产生不同程度的振动。当其零部件的振动频率与整车振动频率接近时,则会引起共振现象,使得车身振动更为严重。因此,有必要对减震阻尼器进行模态分
6、析,其系统振动微分方程表达式为:Mx+Cx+Kx=F式中:M、C和K为质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵;F为外载荷。由于结构固有频率与阻尼项关联性较小,在计算过程中可以忽略其阻尼振动影响,故方程可改写为:Mx+Kx=0(2)其中,x=Asin(wt+p)(K-M)A=0IK-wMI=0式中:A为振型列向量;W为固有频率;t为振动时间;为初始相位角。2减震阻尼器模态分析2.1网格无关性分析将减震阻尼器三维模型导入有限元计算软件中,由于减震阻尼器结构较为复杂,为了便于提高计算效率,采用四面体单元进行网格划分,如图2 所示。图2减震阻尼器网格划分模型为了保证计算的准确性,对减震阻尼器进行网格(1)无关性
7、分析,如图3所示。由计算结果可知,当网格划分间距为9 mm时,减震阻尼器三阶模态最大变形为1.8 8 6 9 10 3mm。随着网格数量的增加,网格划分间距为5 mm时,减震阻尼器三阶模态最大变形量为1.8 9 2 7 10-3mm。将网格数量继续增加,其计算结果趋于稳定,这说明网格数量在网格划分间距为5mm时计算效率和计算精度较高。x10-31.894(3)1.893(4)1.892(5)1.8911.8901.8891.8881.8871.88623图3网格无关性分析45划分间距/mm678419技术应用2.2模态分析结果图4为减震阻尼器模态分析结果,由计算结果可知减震阻尼器一阶模态振型主
8、要为减震阻尼器沿轴方向左右移动,最大位移值为0.0 0 18 9 2 5 mm,出现在阻尼器整体位置;减震阻尼器二阶模态振型主要为减震阻尼器沿z轴方向左右移动,最大位移值为0.0 0 18 9 2 5 mm,出现在阻尼器整体位置;减震阻尼器三阶模态振型主要为减震阻尼器沿轴方向左右移动,最大位移值为0.0018925mm,出现在阻尼器整体位置;减震阻尼器四阶模态振型主要为减震阻尼器整体沿x轴方向转TECHNOLOGY AND MARKETVol.30,No.8,2023动,最大位移值为0.0 0 32 2 5 mm,出现在固定座位置;减震阻尼器五阶模态振型主要为活塞杆沿x轴方向上下摆动,最大位移
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 分析 减震 阻尼 随机 振动 特征 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。