液力式惯容器力学性能仿真与试验研究

针对机械式惯容器力学性能受非线性因素影响较为严重的问题,研制了一种液力式惯容器,阐述了液力式惯容器的基本结构及工作原理。在考虑摩擦和流动压力损失的影响下,根据流体力学理论建立了液力式惯容器数学模型,并在Matlab/Simulink环境下进行了惯容器力学性能的仿真,仿真分析了飞轮转动惯量、马达排量、油液实际作用面积以及回流管等效长度对惯容器力学性能的影响,在此基础上,确定了液力式惯容器的主要设计参数。加工了液力式惯容器试验样机,在数控液压伺服激振试验台上进行了液力式惯容器的力学性能试验,试验结果与仿真结果基本吻合,说明所建仿真模型具有较高的精度,为设计开发液力式惯容器提供了重要依据。

液力式惯容器管道阻尼设计研究

针对液力式惯容器相互耦合的惯容管道阻尼、惯容量和有效刚度等特性极大限制了其振动控制范围的问题,提出了一种全新蜿蜒式布局的惯容管道。基于液力式惯容器的工作机理,利用机械与液压网络类比法建立了蜿蜒式管道对应阻尼的数学模型,仿真验证了在惯容量和有效刚度恒定时,通过调节蜿蜒式管道的关键设计参数可实现一定程度的管道阻尼独立调节。此外,研制了蜿蜒式管道的液力式惯容器原型样机,试验验证了蜿蜒式管道阻尼的模型正确性以及原型样机的性能准确性。结果表明,蜿蜒式管道设计实现了管道阻尼与惯容量、有效刚度的物理解耦,拓宽了液力式惯容器的振动控制范围,为同类液力式减振设备的研发提供了一种切实可行的阻尼设计新思路。

含惯容器的剪式座椅悬架动态特性研究

为改善重型商用车辆剪式座椅的减振性能以提高驾驶员的乘坐舒适性,设计由惯容器(Inerter)、弹簧和阻尼器组成的剪式座椅ISD(Inerter-Spring-Damper)悬架,分析液压缸马达液力式惯容器的结构组成、工作原理和减振特性.针对某三轴式重型运输车建立了含ISD剪式座椅的9自由度半车模型,基于MATLAB分别在时域和频域内对ISD剪式座椅和传统剪式座椅的振动响应进行了仿真分析.结果表明:ISD剪式座椅的时域振动响应明显小于传统剪式座椅,减小的幅度随车速提高而下降,体现了惯容器"通高频,阻低频"的减振特性;在人体敏感的频率范围,ISD座椅的频域振动响应明显小于传统剪式座椅,说明ISD座椅可以提高驾驶员的乘坐舒适性.