附加氣室空氣彈簧相對普通空氣彈簧有何區(qū)別
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帶附加氣室的空氣彈簧就是在普通空氣彈簧的基礎上增加一附加氣室,同時在下活塞上開一節(jié)流孔,當空氣彈簧受到激勵時,氣囊和附加氣室中的氣體在壓力差的作用下發(fā)生交換[1]。如圖1所示,帶附加氣室空氣彈簧主要由上蓋板、主氣室(氣囊)、附加氣室以及連接氣室的節(jié)流孔四部分組成。主氣室主要是支撐隔振部件并產(chǎn)生彈性力的主體部件;附加氣室一般是用金屬板殼加工而成的剛性容積,與主氣室連接,增大空氣流通的體積;節(jié)流孔作用主要是限制主、附氣室之間空氣的流動速度[2]。
與不帶附加空氣室彈簧相比,帶附加空氣室彈簧增加了附加氣室,增大了氣體的總?cè)莘e和流通空間,降低了彈簧的剛度;節(jié)流孔限制氣體的流動速度,是產(chǎn)生兩氣室壓力差的關鍵元件,氣體經(jīng)過節(jié)流孔時會產(chǎn)生阻尼作用,有利于加快振動的衰減[3]。
李芾[4]等通過采用實驗法,基于熱力學和流體力學理論,推導計算空氣彈簧剛度特性模型,提出了確定空氣彈簧參數(shù)的計算方法,得出氣囊外形及其剛度、附加氣室的容積和節(jié)流孔直徑是影響空氣彈簧性能的主要因素;王家勝[5]等借助于空氣彈簧的數(shù)學模型,利用Matlab軟件的計算功能,在Similink環(huán)境下建立帶附加氣室空氣彈簧的振動仿真模型,揭示了空氣彈簧系統(tǒng)動力學特性隨集合參數(shù)和狀態(tài)參量的變化規(guī)律,為帶附加氣室空氣懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設計和實現(xiàn)剛度、阻尼可調(diào)的半主動空氣懸架的控制提供理論依據(jù)和技術支撐,但其參數(shù)化和可視性不強。隨著高性能計算機技術的發(fā)展和非線性有限元理論的日益成熟,國際上主要空氣彈簧廠家都是通過有限元軟件分析空氣彈簧的特性。本研究通過理論分析和有限元模型相結(jié)合,在非線性有限元軟件Abaqus中建立有效的有限元模型對帶附加氣室和不帶附加氣室的彈簧進行仿真分析,在保證彈簧工作高度不變的情況下,考慮不同的氣壓下不帶附加氣室彈簧和帶附加氣室的彈簧垂直靜剛度的變化和考慮不同節(jié)流孔直徑下附加氣室的垂直剛度變化規(guī)律的影響。