活塞杆贯通式抗蛇行减振器在铁道车辆上的适应性研究

活塞杆贯通式抗蛇行减振器因活塞杆在活塞上下工作腔所占的截面积相等,且活塞上拉伸阻尼阀、压缩阻尼阀参数一致,因此在拉伸和压缩行程中工作腔内的油液通过阻尼阀的流量相等,从而产生相等的阻尼力,使之具有高度对称的动、静态性能,可以弥补双油路抗蛇行减振器静态性能对称性差、单油路抗蛇行减振器动态性能对称性差的不足。首先,基于活塞杆贯通式、双油路和单油路抗蛇行减振器的工作原理和结构参数,建立3种抗蛇行减振器的数值仿真模型;然后,通过减振器性能试验对模型进行验证,对比研究3种抗蛇行减振器仿真下的动、静态性能对称性;最后,利用Simulink将车辆模型和抗蛇行减振器模型进行动力学联合仿真,对比研究小锥度曲线工况下安装活塞杆贯通式和双油路抗蛇行减振器的铁道车辆的曲线稳定性以及大锥度直线工况下安装活塞杆贯通式和单油路抗蛇行减振器的铁道车辆的直线稳定性。研究结果表明:活塞杆贯通式抗蛇行减振器动、静态性能对称性都优异,且都好于双油路和单油路抗蛇行减振器;小锥度曲线工况下,相比于双油路抗蛇行减振器,安装活塞杆贯通式抗蛇行减振器可以提高车辆的非线性临界速度,进一步抑制转向架1.2 Hz左右的摇头振动,提高车辆的曲线稳定性;大锥度直线工况下,相比于单油路抗蛇行减振器,安装活塞杆贯通式抗蛇行减振器可以提高车辆的非线性临界速度,进一步显著抑制转向架8 Hz以下的摇头振动,提高车辆的直线稳定性。研究结果为活塞杆贯通式抗蛇行减振器在铁道车辆上的适应性优势提供理论依据。

Design, Development and Testing of an Air Damper to Control the Resonant Response of a SDOF Quarter-Car Suspension System

An air damper possesses the advantages that there are no long term changes in the damping properties, there is no dependence on working temperature and additionally, it has less manufacturing and maintenance costs. As such, an air damper has been designed and developed based on the Maxwell type model concept in the approach of Nishihara and Asami [1]. The cylinder-piston and air-tank type damper characteristics such as air damping ratio and air spring rate have been studied by changing the length and diameter of the capillary pipe between the air cylinder and the air tank, operating air pressure and the air tank volume. A SDOF quarter-car vehicle suspension system using the developed air enclosed cylinder-piston and air-tank type damper has been analyzed for its motion transmissibility characteristics. Optimal values of the air damping ratio at various values of air spring rate have been determined for minimum motion transmissibility of the sprung mass. An experimental setup has been developed for SDOF quarter-car suspension system model using the developed air enclosed cylinder-piston and air-tank type damper to determine the motion transmissibility characteristics of the sprung mass. An attendant air pressure control system has been designed to vary air damping in the developed air damper. The results of the theoretical analysis have been compared with the experimental analysis.

液压阻尼器活塞杆激光熔覆WC/Co06涂层耐磨耐腐蚀性能

目的研究WC添加量对WC/Co06复合涂层耐磨耐腐蚀性能影响,以期应用到液压阻尼器活塞杆表面,增强活塞杆耐磨耐腐蚀性能。方法采用同轴送粉式激光熔覆设备在液压阻尼器活塞杆用42Cr Mo钢表面制备不同WC含量(质量分数为5%、10%、15%、20%)的WC/Co06涂层,用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及维氏硬度显微计,对4组不同WC含量的涂层进行质量检测。用滑动摩擦磨损试验机对涂层进行磨损性能测试。用盐雾腐蚀试验箱对涂层进行耐腐蚀测试。结果熔覆层表面质量良好,稀释率为5%左右。熔覆层显微组织随WC含量的升高越来越致密,WC/Co06涂层生成多种硬质相,如Cr_(23)C_(6)、Cr_(7)C_(3)、WC及Fe_(3)W_(3)C等分布在γ-Co固溶体周围增强其硬度以及耐磨耐腐蚀能力。4组熔覆层中,20%WC含量的熔覆层硬度最高(810HV),是基体的(275HV)2.95倍。摩擦磨损及盐雾腐蚀试验后,熔覆涂层磨损量及腐蚀失重均明显降低,其中20%WC熔覆层的磨损量及腐蚀失重最低,分别为基体的54.7%和21%。结论WC可提高熔覆层硬度,改善熔覆层的耐磨耐腐蚀性能,且WC含量越高,强化效果越明显。通过试验可得20%WC含量的WC/Co06涂层具有更优良的耐磨耐腐蚀性能。

某轻型车辆液力减震器活塞杆断裂失效分析

对发生断裂失效的某型轻型车辆液力减震器活塞杆进行断口失效分析。为查找失效原因对活塞杆根部的加工状态进行分析,同时对活塞杆根部有无过渡圆角的两种情况进行有限元应力分析。结果表明,活塞杆的断裂属于高周疲劳断裂,引起早期疲劳断裂失效的主要原因是因为活塞杆根部过渡截面未加工过渡圆角所造成的。与未加工过渡圆角时相比,加工有R5的过渡圆时可以使活塞杆根部的最大轴向应力下降36%。

活塞对大型储气柜柜体抗震性能的影响分析

现行气柜结构抗震设计的地震反应计算模型中,将活塞质量计入质点,把活塞作为柜体结构抗震性能的不利因素。实际储气柜结构中的活塞受所储气体压力作用,呈悬浮状态,活塞周边与柜体之间采用弹簧和油封,并不直接刚性接触。文章依此实际状态,提出将活塞视为以悬浮质量块阻尼器(suspended mass damper,简称SMD)建立气柜结构的SMD计算模型,推导了活塞结构的刚度系数的计算公式;以某30×104m3正多边形气柜为例,选择3条地震波,应用状态空间分析法,利用Matlab软件实现2种计算模型的地震反应分析;计算结果对比分析表明活塞对柜体抗震具有显著的减震效果,属于有利影响;研究成果可以为气柜结构抗震设计和在役气柜的安全评估提供参考。

高速列车半主动减振器活塞速度的测量

基于天棚原理的高速列车半主动减振器中,为实现对实际安装减振器阻尼系数的计算和调整,需方便、准确地测量活塞运动速度。提出一种减振器活塞速度测量的新方法———气压测量法,它通过检测减振器蓄油箱的压力变化,并将其进行换算获得减振器活塞速度。该方法简单、方便、有效,能适应高速列车运行时对横向减振力控制逻辑的要求。对气压法的原理及工程中需要注意的问题进行了阐述。

纳米晶Ni-Co合金镀层在汽车减震器活塞杆上应用的可行性

在汽车减震器活塞杆用调质态45~#钢表面分别制备纳米晶Ni-Co合金镀层和镀铬层。通过比较纳米晶Ni-Co合金镀层、镀铬层及45~#钢基体的耐蚀性和耐磨性,探讨纳米晶Ni-Co合金镀层在汽车减震器活塞杆上应用的可行性。结果表明:纳米晶Ni-Co合金镀层的耐蚀性优于镀铬层和45~#钢基体的耐蚀性;耐磨性也良好,优于45~#钢基体的耐磨性。将纳米晶Ni-Co合金镀层应用在汽车减震器活塞杆上,能够起到良好的腐蚀保护和抗磨损作用。

带弹簧活塞式缓冲器的鱼雷冷却水供应系统仿真

为了降低鱼雷冷却水供应分系统压力脉动,防止振荡加剧,采用集中参数法建立了带弹簧活塞式缓冲器的鱼雷冷却水供应分系统的压力振荡模型,应用电液模拟方法得出了使用弹簧活塞式缓冲器后冷却水输送管路系统的频率,通过试验验证了弹簧活塞式缓冲器在鱼雷能供系统冷却水输送中的降幅变频特性,获得了很好的降幅效果,可为缓冲器在鱼雷海水供应中的设计、试验和使用提供参考。

工程结构用液体黏滞阻尼器的结构构造和速度指数

介绍世界各种液体黏滞阻尼器的构成和作为阻尼器重要标准的速度指数的控制办法,其生产厂家和阻尼器的发展过程和设计理念,希望为阻尼器的生产者和使用者提供参考。

阻塞性活塞式颗粒阻尼器阻尼特性研究

提出了一种新型阻塞性活塞式颗粒阻尼器,建立该颗粒阻尼器阻尼力理论模型,并运用LMS Test. Lab软件进行实验,研究颗粒尺寸、激振频率及初始载荷对阻尼特性的影响规律并验证所建立的理论模型的准确性。研究表明:随着初始载荷的增加,阻尼器的阻尼力单调递增;粒径为0. 7 mm的颗粒在高频激励下减振效果最好。

电流变液对活塞式结构振动的控制

本文研究了电流变液和弹簧所组成的粘弹性型活塞式结构的振动.实验表明,随外加电场强度增加,结构振动幅值减小,系统谐振峰向高频方向移动.这种效应在振动低频区段更为显著.据此可制作阻尼可控结构.

磁流变阻尼器集成式电磁活塞结构设计及磁路分析

对传统的磁流变阻尼器活塞结构进行了改进设计,提出了集成式电磁活塞结构,即将整个磁路集中于活塞部分,并建立了基于流动工作模式的理论分析模型。针对磁路模型进行了2D、3D有限元数值仿真计算,利用2D仿真分析了相关结构参数对磁路性能的影响规律,结合3D磁路仿真完善并验证磁路设计的合理性;根据提出的磁路结构研制磁流变阻尼器样机,通过电测示功机进行示功及速度特性试验,表明该阻尼器具有优良的磁致阻尼性能,证明了集成式电磁活塞结构设计的有效性。

基于ANSYS的汽车悬架减振器空心活塞杆的质量研究

对于工程实际问题来说,利用ANSYS有限元分析法对疲劳寿命进行分析,有利于设计周期的缩短、产品设计品质的提高以及设计成本的节约。本文结合实际情况,利用ANSYS Workbench软件对汽车减振器活塞杆的受力状况及疲劳寿命进行分析,用以判断其是否满足质量要求。

300MW机组磨煤机总风门优化控制的应用研究

通过分析总风门控制回路及其执行机构的现场环境,找到了造成韶关电厂300 MW机组磨煤机总风门故障的原因。针对故障原因,提出了解决气缸内活塞在全开位置不固定的方案。该方案重新设计了控制原理图,完善了行程开关检测方式。实际运行证明,该方案能够满足机组负荷需求,保证了锅炉安全运行,达到了节能降耗的目的。

装配式X形钢板活塞阻尼器受力性能试验及应用研究

为了克服传统弯曲型、剪切型金属阻尼器无法在肘节式等位移放大装置安装使用的现状,提出一种基于X形钢板屈服耗能的装配式活塞阻尼器(X-shaped piston metal damper,XPMD),其由一组平行的金属环片(X形钢板为主要耗能元件)、内部传动杆及外部套筒共同组成。具有耗能功效的金属环片通过高强螺栓与内部传动杆及外部套筒相互连接,具有较好的装配性及易于更换的特点。通过试验系统研究了X形钢板端头宽度、缩颈宽度、纵向长度及厚度等参数对XPMD阻尼器滞回性能的影响规律,同时提出了XPMD阻尼器的理论力学评估模型。以多层框架为例,对比分析了在地震作用下安装XPMD阻尼器前后其位移响应、层间剪力的变化特点,验证了XPMD阻尼器对框架结构的减震效果。研究结果表明:在循环荷载作用下XPMD阻尼器具有稳定的滞回性能,在较小变形下地震输入能量主要通过X形钢板弯曲变形实现能量耗散,在较大变形条件下X形钢板拉伸变形逐渐增大使得XPMD阻尼器等效刚度有所增加;安装XPMD阻尼器可明显降低框架结构在地震作用下的位移及层间剪力响应。

端封开口角度对挤压油膜阻尼器影响试验

采用正交激振测试方法,研究了不同供油孔数、不同供油压力与活塞环开口角度对泄漏量的影响,试验识别了挤压油膜阻尼器(SFD)系统的阻尼系数。结果表明:1孔供油且活塞环开口与供油孔重合时泄漏量最大;供油孔数、供油压力与活塞环开口角度共同影响下,低供油压力、1孔供油活塞环开口角度0°时主阻尼系数C_(xx)和C_(yy)差异最小;活塞环开口角度0°且最下方的1孔供油时,SFD系统的阻尼性能最好,平均主阻尼系数能达到9.04×104N·s/m,约为理论短轴承解最大值的5.7倍,建议安装时两个活塞环开口角度为0°以保证具有较好的密封性,提升SFD工作时的减振性能。

考虑表观滑移效应的磁流变液减振器阻尼特性研究

为进一步研究磁流变液减振器阻尼特性,将磁流变液当作一种由刚性悬浮颗粒与液体载液构成的高浓度悬浮液,考察其表观滑移对磁流变液减振器阻尼特性的影响。在对被简化成平行平板模型的磁流变液减振器环形阻尼通道内的流场进行分析时,针对磁流变液在磁场作用下磁性颗粒重排而导致液体中刚性粒子等效粒径增加的现象,在理论分析中考虑了磁流变液的表观滑移边界条件,并将其引入到Herschel-Bulkley模型中,从而将环形阻尼通道中的流场划分为3个区域,即表观滑移区、屈服区与非屈服区,分别对3个区域的流变学特性进行分析,推出了减振器输出阻尼力计算公式,与同条件下不考虑表观滑移时的阻尼力进行了对比。设计了双线圈式环形阻尼通道与旁通小孔并联型电磁活塞头,磁路模型通过了有限元验证,同时根据中国产某轿车悬架参数要求设计并制造了磁流变液减振器样机,通过台架测试得到了圆润饱满的示功特性曲线。结果表明:表观滑移会降低减振器的阻尼系数,且在窄通道、低流速与高磁场条件下表观滑移对输出阻尼力的影响较明显;设计的旁通小孔和浮动活塞分别有良好的泄流与体积补偿作用;活塞峰值速率为0.3m·s^(-1)时的理论阻尼力与试验测试阻尼力之间的最大偏差只有180N,说明考虑了表观滑移的理论模拟结果与试验测试结果能较好地吻合。

高速列车减振器新型活塞结构研发及仿真试验

为实现高速列车关键零部件国产化,结合高速列车对减振器的性能要求及运行环境,对高速列车CRH380BL二系横向减振器的活塞结构进行了创新设计。应用三维设计软件Solid Works完成减振器新型活塞结构设计,新型活塞结构具有更优秀的工作特性和工艺可控性。在MSC.Easy5环境下建立减振器的液压控制模型,通过减振器性能的仿真测试,完成新型活塞结构参数优选。将减振器试验台的测试结果与仿真数据进行对比分析,减振器仿真性能测试与试验结果基本吻合。结果表明:采用新型活塞结构减振器的压缩力值、复原力值以及不对称率等基本参数满足动车组油压减振器技术条件;减振器液压模型具有良好的仿真精确度;创新设计的液压减振器活塞满足设计需要和工作要求。

涨圈密封挤压油膜阻尼器流场与阻尼特性

为研究两端密封型挤压油膜阻尼器流场与阻尼特性,建立了涨圈密封挤压油膜阻尼器三维非定常流场数值仿真模型。基于Fluent软件中的Mixture多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型数值模拟得到动态油膜压力与气相体积分数的周向分布规律。将计算得到的阻尼器油膜压力与文献中的试验数据对比,结果显示:两者具有较高的一致性。由动态油膜力导出的平均等效阻尼系数与试验采用阻抗法识别的结果相比仅有0.6%的偏差,从而验证了该数值模型与预测方法的有效性。进一步的数值计算表明增大进动半径、进动频率、涨圈密封的狭缝宽度均会使挤压油膜阻尼器流场中的空化现象加重,同时等效阻尼系数降低。

斯特林制冷机无阻尼动力吸振器的优化设计

吸振器作为小型斯特林制冷机系统的减振部件,对制冷机的性能有十分关键的作用。基于自由活塞斯特林制冷机,对无阻尼动力吸振器进行理论分析和结构优化设计。对其中心孔固定结构和圆周孔固定结构进行了模态分析对比,发现在满足减振要求的同时,中心孔固定结构的吸振器的有效质量比和减振弹簧运动质量比更大且易装配,其数值分别为0.71和0.46。对该结构的吸振器进行谐响应分析,结果与模态分析吻合,验证了无阻尼动力吸振器设计的准确性。