分数阶修正的空气弹簧气动力学模型及其应用

以高速动车组用空气弹簧为研究对象,基于气动热力学理论分别对空气弹簧主气室、附加气室和节流孔特性进行分析,数值计算中所需的参数值由有限元方法辨识,建立空气弹簧气动热力学模型。采用分数阶理论对橡胶气囊的黏弹性阻尼特性进行描述,基于实测数据辨识分数阶模型中的参数,建立分数阶修正模型,以实现对气动力学模型的优化作用。优化后的模型满足空气弹簧试验的验证,与试验各项数据吻合度较好。总结出不同激励振幅、载荷和频率下的空气弹簧刚度、阻尼特性的变化规律。通过与车辆动力学模型联合仿真计算的垂向平稳性变化曲线对比表明:优化后的模型较气动模型的垂向平稳性指标降低6%左右,垂向最大加速度值得到了抑制。采用分数阶修正的空气弹簧特性建模,能够体现出更好的动力学性能。