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基于流固耦合的汽车双筒式减振器动态特性分析文献综述

 2020-04-26 11:04  

1.目的及意义

悬架系统是汽车中最重要的部件之一,是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统,它包含了避振器、悬架弹簧、防倾杆、转向节臂、连杆等部件,主要作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的振动,以保证汽车能平顺地行驶。

减振器在吸收路面不平带来的作用十分重要,单纯的弹簧在受到外部激励会不断做往复运动,在不受外界干预条件下不会停止;减振器的作用主要是吸收外部激励作用于车身所产生的能量,提供阻尼力,使车身快速得达到平衡状态,其性能的好坏直接影响着车辆的平顺性、安全性与操纵稳定性,因此设计一个质量可靠且性能出色的减振器至关重要。

汽车减振器在我国的发展时间短,而且起点也更低,总体技术水平远远落后于发达国家。我国许多轿车的减振器使用过进口减振器,尤其是中高档轿车,而且许多国产汽车、微型车等众多车型仍使用普通双筒液压减振器。我国学者目前主要还是以液压式减振器为基础进行研究,例如具有能量回收功能的液压式减振器【1】,但对其阻尼性能特性的研究尚不充分。

目前,国外液压减振器的处于充气式减振器、可调减振器及自适应减振器发展阶段,如荷载感应式和位置依存式等充气式减振器和可调减振器、电流变减振器和电磁流变减振器等自适应减振器【2】。其中双筒液压减振器的发展时间较长,市场占有率极高。而可调减振器等新式减振器也已经投入市场,并有商品车辆出现。这些减振器类型都是对无级调整阻尼力、高频激振阻尼力以及减振器温度特性的完善,并且在改善减振器的外特性和减低噪声等两个方面有较大的进步【3】。国内外目前对减振器的发展和研究相距甚远,因此对液压减振器的完整特性研究迫在眉睫。

目前市面上使用最常见的液压减振器有两种,双筒式以及单筒复合式,其中双筒阀片式减振器受学者研究最为广泛,但是研究尚不充分,许多结构参数对阻尼特性的影响还未研究透彻。传统的减振器开发需要经历反复的设计制造、试验分析过程,开发周期长,研制成本高,而且产品质量不可靠。因此,利用计算机建模仿真技术对减振器进行性能分析和优化设计已成为提升减振器研发水平的重要手段之一。本研究主要是基于ANSYS fluent对双筒阀片式液压减振器所建立的流-固耦合传热模型进行CFD仿真分析,分析部分结构参数对其阻尼特性的影响。

本次研究的目的和意义主要在于(1)探究过往学者对减振器各结构参数对阻尼特性影响的研究。(2)系统地对双筒式液压减振器进行数学建模与分析,充分了解其阻尼特性的来源(3)仿真分析减振器内部各结构参数对阻尼特性的影响并提出优化方案,进一步完善国内学者对双筒式液压减振器的研究。

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2. 研究的基本内容与方案

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1.1 研究内容

研究主要分为三部分内容,分别是对减振器内部就够的三维结构建模、对减振器等效物理模型的数学建模和理论分析、以及利用fluent对减振器的重要结构参数的仿真分析。

1.2 研究方案

1) 结构三维建模

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