文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 新型软钢阻尼器的减震性能研究_李钢

新型软钢阻尼器的减震性能研究_李钢

新型软钢阻尼器的减震性能研究_李钢
新型软钢阻尼器的减震性能研究_李钢

振动与冲击

第25卷第3期J OURNAL OF V IBRAT I ON AND SHOCK Vo.l25No.32006

新型软钢阻尼器的减震性能研究

基金项目:大连市建委科技项目

收稿日期:2005-02-18修改稿收到日期:2005-04-15第一作者李钢男,博士生,1979年生李钢李宏男

(大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室,大连116023)

摘要提出了设计软钢阻尼器的新思路:利用钢板平面内受力提高初始刚度,并通过改变钢板平面几何形状增加变形耗能能力。通过对具有不同几何形状的软钢阻尼器模型进行拟静力往复加载试验研究,验证了此种软钢阻尼器具有良好的塑性耗能性能。数值计算表明,在地震动作用下装有新型软钢阻尼器框架体系具有良好的减震效果。

关键词:软钢阻尼器,结构控制,减震性能,参数研究

中图分类号:P315文献标识码:A

0引言

近年来,国内外的研究者在工程结构的隔震、减振与振动控制方面进行了大量的研究工作,取得了丰硕的成果[1-6]。传统的抗震设计是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用,即利用结构本身储存和消耗地震能量以满足结构抗震设防标准:小震不坏,中震可修,大震不倒。而这种抗震方式缺乏自我调节能力,在不确定的地震作用下,很可能不满足安全性的要求。而结构振动控制技术为结构抗震提供了一条合理有效的途径。其中,耗能减震作为一种被动控制措施是将输入结构的地震能量引向特别设置的机构和元件加以吸收和耗散,从而能够保护主体结构的安全。

软钢阻尼器是目前国内外广泛研究的各种耗能器中,构造简单、造价低廉、力学模型明确的一种被动耗能装置,屈服后在反复循环荷载作用下仍具有稳定的滞回特性。1972年,Ke lly等[3]在提出耗能减概念时就采用了软钢屈服耗能器,其中包括扭转梁、弯曲梁、U 型钢等形式。W h ittaker等[4]和Tsa i等[5]分别研究了X 型钢板和三角形钢板耗能器平面外的特性。日本Ka j-i m a公司提出了一种蜂窝状的软钢屈服耗能器,可安装在墙中或梁内。国内学者对此也做了相应的研究工作,欧进萍等[6]对组合钢板耗能器进行了研究,这种耗能器消除了软钢阻尼器中薄膜效应的影响。邢书涛等[7]提出了一种纵截面为中空菱形的矩形钢板阻尼器。目前,软钢阻尼器已应用于建筑结构中,如新西兰的六层政府办公大楼,其预制墙板的斜撑中采用了钢管耗能器[8];美国旧金山的非延性钢筋混凝土结构的抗震加固和墨西哥的一些建筑中[9]。

上述软钢阻尼器均是利用阻尼钢板平面外等厚度处同时屈服的特性来实现耗能作用,其优越性在于塑性变形较大,滞回性能稳定;不足之处在于这类软钢阻尼器初始刚度较小,承载能力低。若增大初始刚度,则需要增加阻尼器钢板的数量,这使得实际工程应用中存在着经济性与可行性问题。而采用钢板平面内受力方式,则可以在很大程度上提高其初始刚度及屈服力。1997年M ito等[10]通过试验研究了一种矩形剪切板阻尼器,但这种阻尼器由于平面内受力,钢板的四个角点处应力集中,在水平位移很小时就出现断裂现象,使得变形耗能能力相对较差。2003年T irca等[11]提出了一种平面内受力形式的钢阻尼器,并对装有此种阻尼器的中高层结构进行了性能分析,证明此阻尼器具有很好的耗能减震能力。

软钢阻尼器一般安装于梁与支撑的节点处,在正常使用状态下整个耗能体系不发挥作用,只有在地震作用下,阻尼器才通过塑性变形来消耗地震能量。然而,在小震作用下,目前设计的建筑物能够满足抗震设防要求,一般不需要阻尼器工作;在大震或偶然发生超过设防烈度的地震(因地震难以预测)作用下,需要阻尼器耗能以减小结构地震反应。这样,目前利用钢板平面外变形耗能的软钢阻尼器难以满足这种要求。为了最大程度发挥耗能体系的作用,阻尼器应该同时具备初始刚度大和屈服后具有良好变形耗能能力两个特点。针对上述阻尼器中存在的不足,本文提出了一类新型软钢阻尼器,试验和理论计算均表明,所提出的阻尼器满足这种要求。

1新型软钢阻尼器及模型试验

阻尼器钢板平面外受力时具有较强的变形能力,但初始刚度较低。为避免这一现象本文采用钢板平面内受力形式,此种受力方式同时存在一定的缺陷,通常是局部屈服更容易引发应力集中现象,变形能力较差。如何提高变形能力,避免应力集中现象则成为关键问题。通过改变钢板平面几何形状使其出现多点屈服,在屈服后形成若干塑性屈服点的方法来实现更好的

耗能效果。

根据上述思路,这里给出五种自行设计的软钢阻尼器。软钢阻尼器材料均采用Q235板型钢材,钢板厚度为4mm,由于平面形状较为复杂,为防止应力集中现象,阻尼器在加工制作过程中尖角处均以圆弧代替。为考察五种不同形状软钢阻尼器力学性能,进行了拟静力往复加载试验,试验在大连理工大学工程力学实验室MTS 设备上进行,由于金属阻尼器属于位移相关

型耗能装置[12]

,加载速度对其影响可以忽略,故采用频率一致的缓慢加载方式。试验装置如图1所示,由于钢板平面内受力,初始刚度较大,为保证其平动运动状态,试验中对两个形状相同的阻尼器同时进行。在中部滑动钢板两侧固定四个带有轴承的横杆,以保证中部滑动钢板在同一平面内上下滑动。试验过程中,采用力和位移两种加载控制方式,即在弹性阶段采用控制力的方法,当阻尼器屈服进入塑性变形后,采用控制位移的方法。位移步长为1.5mm,当观察到裂缝或承载力下降超过20%时,停止试验,认为阻尼器已破坏。

下面分别介绍五种软钢阻尼器的模型及试验

结果。

图1 钢阻尼器试验装置图

111 工字型软钢阻尼器

工字型软钢阻尼器如图2所示,对其进行拟静力往复加载试验,并测得其滞回曲线如图3

所示。

图2 工字型软钢阻尼器模型图

图3 工字型软钢阻尼器滞回曲线

试验结果表明:滞回曲线中塑性变形较小,屈服力较大,表现出较大的初始刚度。滞回曲线出现了明显的"捏缩"现象,分析其原因主要有如下几个方面:第一,钢板平面出现了应力集中的现象;第二,剪切变形较弯曲变形更为显著,当剪切变形与弯曲变形同时存在时,剪切变形类似于水平滑移现象。由此看出工字型软钢阻尼器初始刚度较大,但变形性能较差,不具备良好的耗能性能。

112 双圆孔型软钢阻尼器

双圆孔软钢阻尼器如图4所示,对其进行静力往复加载试验,并测得其滞回曲线如图5所示。

图4 双圆孔型软钢阻尼器模型图

图5 双圆孔型软钢阻尼器滞回曲线

67

第3期 李 钢等:新型软钢阻尼器的减震性能研究

试验结果表明:滞回曲线中塑性变形较小,屈服力较大,表现出较大的初始刚度。试验过程中到加载后期,双圆孔型软钢阻尼器同时在圆孔附近出现了水平的裂纹,表现为明显的剪切破坏,其主要原因还在于平面几何形状不合理,双圆孔周围引发应力集中现象,因此不具有良好的变形耗能特性。113 单圆孔型软钢阻尼器

单圆孔软钢阻尼器如图6所示,对其进行拟静力往复加载试验,并测得其滞回曲线如图7

所示。

图6

单圆孔型软钢阻尼器模型图

图7 单圆孔型软钢阻尼器滞回曲线

试验结果表明:单圆孔型软钢阻尼器在平面内受力时表现出良好的塑性变形性能。试验过程中,阻尼器中部的圆孔随着相对位移的产生在椭圆与圆之间变化,滞回曲线饱满,塑性变形较大,同时具有一定的初始刚度和耗能能力,滞回曲线接近理想弹塑性模型,是一种理想的耗能装置。114 条型软钢阻尼器

条型软钢阻尼器如图8所示,在钢板平面开设条型孔槽,孔槽的两端采用圆弧过渡。对其进行拟静力往复加载试验,并测得其滞回曲线如图9所示。

试验结果表明:条型软钢阻尼器在平面内受力时表现出良好的塑性性能,滞回曲线饱满,塑性变形较大,同时具有较高的初始刚度。但在试验过程中发现,条型阻尼器出现了明显的平面外屈曲现象,由图9可以看出,滞回曲线承载力逐渐下降,同时刚度也不断降

低,这将影响阻尼器正常使用中的性能,且稳定性

稍差。

图8 条型软钢阻尼器

模型图

图9 条型软钢阻尼器滞回曲线

115 双X 型软钢阻尼器

双X 型软钢阻尼器如图10所示,在钢板平面开设菱形孔槽,这也是区别于条型软钢阻尼器的地方,对其进行拟静力往复加载试验,并测得其滞回曲线如图11所示。

试验结果表明:双X 型软钢阻尼器滞回性能稳定,曲线饱满,塑性变形较大,同时具有一定的初始刚度,表现出良好的耗能性能。试验过程中观察到,这种做法解决了条型阻尼器出现的平面外屈曲现象。

通过对五种软钢阻尼器的力学性能试验表明,平面几何形状的设计对此类软钢阻尼器的塑性变形能力影响很大。本文提出的五种软钢阻尼器中,以单圆孔型软钢阻尼器及双X 型软钢阻尼器力学性能最佳,下

面主要针对上两种软钢阻尼器进行论述。

图10 双X 型软钢阻尼器模型图

68

振动与冲击 2006年第25卷

图11 双X 型软钢阻尼器滞回曲线

2 新型软钢阻尼器的计算模型

211 阻尼器的计算模型

由软钢阻尼器拟静力试验测得滞回曲线可以看出,单圆孔型软钢阻尼器的滞回曲线较接近于理想弹塑性模型,而双X 型软钢阻尼器的滞回曲线呈现双线性强化模型。图12和13给出了两种阻尼器的恢复力简化模型,其中,K 为初始刚度,x 为屈服位移,F 为屈服力。根据试验结果,双X 型软钢阻尼器第二刚度系数A 建议取0.05

图12 单圆孔软

钢阻尼器恢复力模型

图13 双X 型软钢阻尼器恢复力模型

212 阻尼器的数值计算方法

新型软钢阻尼器采用的是钢板平面内受力方式,阻尼器平面形状较为复杂,因此很难给出一种简化的计算阻尼器屈服位移、屈服荷载、极限荷载计算公式。对于复杂平面的应力应变分析,有限元是常用的分析方法。在用有限元方法计算单圆孔及双X 型软钢阻尼器时,根据试验测得滞回曲线而简化的恢复力模型,材料本构关系分别取为理想弹塑性和双线性强化模型。

本文采用了工程界广泛应用的ANSYS 有限元软件,并对软钢阻尼器拟静力试验进行数值分析。分析过程中,阻尼器有限元模型利用PLANE82平面单元建立,采用约束位移的方法进行非线性往复加载数值模拟,图14和15分别为ANSYS 有限元程序计算的两种阻尼器数值滞回曲线。可以看出,ANSYS 软件可以很好地再现此类软钢阻尼器拟静力试验的过程,理论计算与试验结果较为接近,

可以满足工程设计要求。

图14

单圆孔型软钢阻尼器数值滞回曲线

图15 双X 型软钢阻尼器数值滞回曲线

3 带有新型软钢阻尼器的耗能减震体系性能分析

311 耗能体系计算模型

将本文提到的单圆孔型软钢阻尼器应用于结构中(其它形状的阻尼器分析过程完全相同),以考察此类阻尼器对结构的减震效果。采用W ilsi o n-H 法编制了装有软钢阻尼器耗能体系的时程分析程序,并对结构

69

第3期 李 钢等:新型软钢阻尼器的减震性能研究

进行在地震作用下的数值分析。这里,主要考察安装耗能装置的结构体系在中震及大震作用下的减震性能,此时主体结构和阻尼器均可能进入塑性阶段,在程序编制过程过程中同时考虑了主体结构的非线性和阻尼器的非线性特性。在地震动作用下,耗能减震体系的运动方程可以写成

[m ][x ..

]+[c][x #

]+[R f ]+[G t ]=[m ][x ..

g ](1)式中,[R f ]为主体结构的恢复力矩阵,根据主体结构恢复力模型确定;[G t ]为耗能体系的恢复力矩阵,这里涉及到的软钢阻尼器,属于双线性模型;[m ]和[c]为主

体结构的质量和阻尼矩阵;[x ..

]、[x #

]和[x ]分别为主体结构的加速度、速度和位移反应向量;[x ..

g ]为地面加速

度向量。

312 耗能体系的参数研究

被动耗能体系通常是将阻尼器安装于支撑与梁节点处,因此对耗能体系性能的影响主要来自支撑、阻尼器及相应层主体结构三个方面,对减震效果影响较大的因素包括:(1)支撑刚度K b 与阻尼器刚度K a 的比值,(2)由支撑与阻尼器构成的耗能体系的刚度K t (用支撑与阻尼器刚度来表示为K t =K b K a /(K b +K a ))与相应层主体结构初始刚度K f 的比值SR ,(3)耗能体系的屈服位移L d 与相应层主体结构的屈服位移L f 的比值L 。欧进萍等[6]

通过数值计算,得出软钢屈且阻尼器

的第二刚度对减震效果影响很小。。邢书涛等[7]

通过比较,给出了特定阻尼器的参数取值范围。我国的现

行规范[13]

,也给出了设计被动滞变型耗能体系参数的

取值范围。X i a 等[14]

通过研究多层结构的减震性能,给出了支撑刚度与阻尼器初始刚度的最佳关系为K b E 2K a 。Tehran izadeh [15]

通过分析得出结论,在综合经济及工程可行的情况下,SR 的值越大,耗能体系的减震效果越好。文献[15]中提到,在可行情况下尽可能提高SR,是因为要增加阻尼器的初始刚度,需要通过大量增加耗能钢板的数量以达到很大的SR 值,这就存在一个经济及工程可行性的问题。由于本文提出的软钢阻尼器在相同的用钢量前提下,较之其他种软钢阻尼器最明显的特点为初始刚度大,这使得通过增大耗能体系与结构的初始刚度比值SR 来提高耗能减震性能更为可行。

通过对一幢五层钢框架结构进行数值分析(详细参数与4.1算例相同,输入地震波为E I C entro 波,峰值加速度为220gal),给出了SR 及L 值对减震控制率的影响,如图16所示。减震控制率的定义如下:

减震控制率 =无控体系位移反应-有控结构位移反应无控结构位移反应

@100%

(2)

由图16可以看出,当耗能体系屈服位移与结构层屈服位移比值L 不变的情况下,减震控制率随着SR 的增加而增大;当耗能体系初始刚度与结构层初始刚度比值SR 不变的情况下,减震控制率随着L 的增加而增大,但当达到一定的值后就趋于稳定。随着SR 值的增大,耗能体系在较小的L 值下即达到理想的减震控制率,这与文献[13-15]分析的结论是一致的。在参数范围的取值上,考虑本文阻尼器初始刚度较大的特点,建议按如下范围取值:

SR I [2,10];L I [0.1,0.6](3

)

图16 SR 及L 对减振效果的影响

4 数值算例

411 主体结构

选择一幢5层钢框架,阻尼器的布置如图17所示,构件均由Q 235钢材制成,各层重力荷载代表值、刚度、构件尺寸等参数如表1所示。各阶阻尼比取N =0.05,阻尼矩阵按瑞利阻尼公式[C ]=A [M ]+B [K ]计算。

表1 框架结构主要参数

层层高(mm )刚度(kN /mm )屈服位移(mm )

重力荷载代表值

(kN )

19000.75108.02-5

750

0.75

10

8.0

412 阻尼器参数选取及空间布置

根据3.2所述,阻尼器参数按照SR =8,L =0.1取值,相应的阻尼器初始刚度K a =8k N /mm ,支撑刚度取K b =3K a ,K t =6kN /mm ,K f =0.75kN /mm ,u d =1mm ,u f =10mm 。为分析阻尼器布置方式对减振性能的影响,给出了三种阻尼器布置方式,分别如图17所示。为反映不同场地条件下装有软钢阻尼器的耗能体系减震特性,选取能够代表软土、中等场地土和硬土场地特性的三条地震波:天津医院、E l Centro 和迁安波。由于耗能体系的减震特性主要体现在中震及大震情况下,因此地震加速度峰值分别调整为220gal 和400ga l

。70

振动与冲击 2006年第25卷

无控结构有控结构1有控结构2有控结构3

图17框架结构阻尼器布置示意图

413减震性能分析

为研究几种阻尼器布置方案的减震性能,分别输

入上述三种地震波对图17所示的有控结构1、2和3及

无控结构进行地震动作用下的时程反应分析。表2、3

和4分别给出了在E I C entr o波、天津波、Taft波(加速

度峰值调整为220gal)作用下四种结构的反应峰值。

表2E l Centro波作用下各层反应峰值对比

层间位移(mm)加速度(gal)减震控制率(%)

18.1/1.2/1.8/2.1257.8/294.2/285.2/206.585.9/77.5/73.8

27.9/7.5/7.4/7.5345.3/283.6/249.6/276.444.7/40.2/37.5

37.6/6.7/0.8/0.8395.1/340.7/254.9/286.932.4/54.4/52.4 46.3/5.0/4.4/4.4404.0/370.8/312.3/320.229.0/47.9/46.2 53.7/2.7/2.4/0.3398.8/375.5/329.2/321.828.6/46.1/50.8

注:表中数据意义为"无控结构/有控结构1/有控结构2/有控结构3"的反应,下同。

表3T a ft波作用下各层反应峰值对比

层层间位移(mm)加速度(gal)减震控制率(%) 15.78/1.2/1.3/1.1235.2/336.1/354.0/261.166.4/71.7/72.0 25.2/5.6/5.1/5.1338.4/343.9/245.9/234.244.8/50.6/50.2 33.9/3.9/0.5/0.5306.6/6303.2/259.3/241.539.0/61.6/61.3 43.4/3.2/2.8/3.0270.2/263.1/263.9/229.937.7/57.3/57.5 52.5/2.3/1.7/0.2256.5/273.7/271.7/282.537.9/56.1/60.3

表4天津波作用下各层反应峰值对比

层层间位移(mm)加速度(gal)减震控制率(%) 13.1/3.4/2.7/2.7154.0/83.2/105.7/78.566.

4/71.7/72.

23.4/2.9/2.5/2.5236.4/154.4/127.6/139.944.8/50.6/50.2 33.1/2.5/0.2/0.2245.8/186.9/143.8/150.939.0/61.6/61.3 42.0/1.5/1.2/1.1160.2/167.9/130.2/122.537.7/57.3/57.5 50.8/0.6/0.6/0.1208.5/163.9/122.4/123.137.9/56.1/60.3

从表2~4可以看出,本文提出的软钢阻尼器对位移的控制较为明显;加速度控制效果稍差,由于增加了层间刚度,在个别层有放大现象。阻尼器的空间布置以有控结构3为最优,有控结构2与之相近,有控结构1稍差。

为节省篇幅,本文只给出典型的E I Centro波作用下结构时程分析对比曲线。图18~图21为有控结构1与无控结构峰值加速度为220gal时首层与顶层位移与加速度时程对比曲线。

图18首层位移时程曲线

图19顶层位移时程曲线

71

第3期李钢等:新型软钢阻尼器的减震性能研究

图20 首层

加速度时程曲线

图21 顶层加速度时程曲线

图22和23分别给出了E I C entr o 波作用下三种结构各层位移反应的包络图。从图中可看到,阻尼器布置方案2和3减震效果相近,均好于布置方案1

图22 EI CE NTRO 波(峰值220ga l )

各层位移包络图

图23 EI CE NTRO 波(峰值400ga l )各层位移包络图

5 结 论

通过计算分析比较,可以得到以下结论:(1)结构体系地震时程分析可以看出,小震作用下阻尼器为结构提供较大的初始刚度;大震作用下阻尼器明显进入

屈服阶段,耗散地震动输入给结构的能量。(2)采用平面内受力形式研制的阻尼器,普遍具有较大的初始刚度,通过合理的平面几何形状设计来实现良好的变形性能,以此来提高耗能减振效果的方法是可行的。(3)阻尼器对结构的位移控制较为明显,适用于薄弱层的加固及抗震设计。

参考文献

1L iH ongnan ,Y i ng Ji a .Theoreti ca l and Experi m ental Stud ies on R educti on for M ult-i M oda l Se is m ic R esponses of H i gh -R i se

Struct ures by TLD s .Journa l o f V i brati on and C ontro ,l 2004,10(7):1041-1056

2L iH ongnan ,Y i n Y ongw ei,W ang Suyan .Stud ies on se is m ic reducti on of sto ry -i ncreased buil dings w ith fricti on layer and en -ergy -diss i pa ted dev ices ,Earthquake Eng i neer i ng &Structura l D ynam i cs ,2003,32(14):2143-21603K e lly J M,Sk i nner R I ,H e i ne A J .M echan is m s of energy ab -sorption i n spec i a l dev i ces fo r use i n earthquake -resi stant Struc -t ures .Bul.l N.Z .N ati onal Soc i e t y for Earthquake Eng i neer -i ng ,1972,5(3):63-88

4W hittaker A S ,Bertero V V,T hompson C I ,A lsonson L J .Se i s m i c testi ng o f stee l p l a te energy diss i pati on dev ices ,Earth -quake Spectra ,1991,7(4):563-6045T saiK C ,Chen H W,H ong C P ,Su Y F .D esi gn o f stee l tr i an -gular p l a te energy abso rbers for seis m ic resistant construction ,Earthquake Spectra ,1993,19(3):505-528

6欧进萍,吴 斌.摩擦型与软钢屈服型耗能器的性能与减震效果的试验比较[J].地震工程与工程振动,1995,15(3):73-85

7邢书涛,郭 迅.一种新型软钢阻尼器力学性能和减震效果的研究[J].地震工程与工程振动,2003,23(6):187-1928Sk i nner R I ,K ell y I M,H e i ne A J ,R ob i nson W H.H ysteres i s da m pe rs for the protec ti on for the protec tion o f structures from Earthquake ,Bu l.l N.Z,N at .So c .f o r Ea rt hquake Eng i neer i ng ,1980,13(1):.22-26

9Perry C L,F i erro E A,Seda ra tH,Scho llR E .Se i s m i c upg rade i n san franc isco usi ng energy d i ssi pati on dev i ces ,Earthquake Spectra ,1993,19(3):559-57910M ito M ,T a m ura R,Isoga i,Sh i m i zu K ,Fuch i K.Study on

se i s m i c desi gn m ethod f o r bu ildi ng w ith steel damper (P art1).PROC .A IJ A nnua lM ee ti ng ,1997,B :815-81611T irca L D,F oti D,D iaferio M.R esponse o f m i ddle -r i se stee l

fra m es w ith and w ithout passi ve dampers to nea r -fi e l d g round m oti ons[J],Eng ineer i ng S tructures ,2003,25(2):169-17912Soong T T,D argush G F .P assi v e Energy D issipa tion Sy stem s i n Struct ura l Eng i neer i ng ,John W e l ey &Sons ,1997

13中华人民共和国国家标准,建筑抗震设计规范(G B 50011-2001)[M ].北京:中国建筑工业出版社,200114X ia C ,H anson R C .Infl uence of ADA S E le m ent P ara m eters on Bu ildi ng Seis m ic R esponse ,J S truct Engg ,A SCE ,1992,118(7):453-456

15T ehranizadeh M.Passi ve Ene rgy D iss i pati on D ev i ce for Typ i ca l Stee l F ram e Buil ding i n Iran ,Eng i nee ri ng Structures ,2001,23(6):643-655

72

振动与冲击 2006年第25卷

206J OURNAL OF V IBRAT I ON AND S HOCK V o.l25N o.32006

ler obv i o usly than those w ithout da m pers.

K ey w ords:eng i n eering str ucture,v iscoelasti c da mper,m iti g ati o n earthguake,se is m ic dosi g n respose spectra

I NFLUENCE OF SUB W AY BUR I AL DEPTH ON DYNA M IC RESPONS E OF TRAI N

Zhang Yu p e Ba i Baohong Zhang Yunqing

(Shijiazhuang R a il w ay Instit u te,Sh iji azhuang050043)

Abstract Adopti n g the fi n ite ele m ent m ethod,nonlinear stress-strain re lati o nship of m aterial and M ohr-Cou lo mb y i e l d criteria,w ith the8-node p lane para m etric fi n ite e le m en,t dyna m ic responses of co m plex syste m sw hich are co m posed of one o f three typical secti o ns of a tunnelw it h d ifferent burial depths as w ell as the surro w nding so il body are analygzed. The differentw orking states of the subw ay tunnel str ucture w ith d ifferen t burial dept h s are revea l e d.It pr ov i d e basis for subway tunnel design and subw ay line-trend cho ice.

K ey w ords:subw ay,finite e le m en,t buri a l depth of subw ay,dyna m ic response

S TUDY ON STRUCRTUAL DA MAGE I DENTI F I CATI ON

BASED ON FPE PROCEDURE AND GENETI C ALGORI THM

Yuan Ying1L in Gao1Yan D ongm ing1Zhou A ihong2

(1.Schoo l of C i v il and H ydrau lic Eng i neer i ng,D a lian Un i v ers it y o f T echno logy,D a lian116023;

2Schoo l of C iv il Eng ineer i ng and A rch i tec t ure,Be ijing Ji aotong U n i versity,Be iji ng100044)

Abst ract S tructura l healt h m onitori n g is i m portant not only for conducting safe operation but also for m ai n taining structura l perfor m ance.I n recent years,da m age identificati o n of structures based on dyna m ic test and m easure m ent tech-n iques has dra w n w ide attentions o f eng i n eering circle.Da m age i d entificati o n is an i n vers proble m i n struct u ra l eng i n eer-i n g.There are three m a i n prob le m s to be solved for da m age identification:1.to fi g ure ou t if there is a da m age in struc-ture;2.to deter m i n e t h e locati o n of t h e da m age;3.to esti m ate the ex tent of the da m age.In the presen t study,a t w o-stage pr ocedure o f deter m ing its locati o n and esti m ati n g str uctural da m age is presented.Firstly,the flex i b ility pro j e ction error(FPE)pr ocedure is e m ployed to loca lize the da m age,w hich can accurately locate the da m age only using lo w er m odal date of t h e struct u re vibration.Secondly,the prob le m o f esti m ati n g the da m age extent is for m ulated as an opti m ization, w hich is then so lved by using genetic algorith m(GA).I n this paper,a ne w for mu lation of the objective functi o n for gene-t ic search is presented.An ill u strative exa mp le o f a plane truss bri d ge m odel is g iven in or der to de m onstrate the effective-ness of the proposed procedure.I n additi o n,to m ake the proposed procedure be m ature,so m e conclud i n g re m ar ks are g i v en,w hich are helpful f o r fur hter study.

K ey w ords:da m age identification,t w o-stage procedure,fl e x i b ility pr o jection err or(FPE)procedure,genetic algo-rit h m

STUDY ON VIBRAT I ON REDUCT I ON OF STRUCTURE W I TH A

NE W TYPE OF M I LD M ETALLI C DA M PERS

Li Gang L iH ongnan

(S tate K ey l abo ra t o ry o f Costa l and O ffshore Eng i neer i ng,D a lian U n i v ers it y o f T echno logy,D a lian116023) Abst ract A ne w i d ea of desi g ning m il d m eta llic da m per is presented,it is that to strengthen the initial stiffness by

ex tend i n g the stee l plate of the da m per i n its o w n p lane and to i n crease the energy -dissi p ating ab ility by chang i n g the geo -m etric shape o f the stee lp late of the da m per .Quas-i static tests o f five types o fm ildm etallic da m pers are carried ou.t The ir hysteric loops bet w een da m ping force and disp lace m ent are m easured .The energy -absori n g capability of the da m pers are analyzed i n deta ils i n accordance w it h the experi m en tal resu lts ,and t w o ne w types o fm il d m eta llic da m pers are propose .N e w types o fm ild m eta llic da m per presented not only provide certa i n stiffness i n nor m al use ,but a lso are of good ab ility o f t h e se is m ic energy d issipation.Responses of h i g h buil d ungs to eart h quake are ca lculated by using the code w ith t h e AN-SYS Para m etric Design Language (APDL).Num erical si m u lati o n resu lts sho w that this k i n d o f da m per is qu ite effecti v e .

K ey w ords :m etallic da m per ,structura l contro,l characteristic o f v ibrati o n reducti o n ,para m eter study

ANALYSIS OF PERI OD I C RUB -I M PACT MOTI ON OF I DEAL ROTOR

Wu J ingdong

1,2

L iu Chang c hun 3

W en Bang c hun

2

(1.Shenyang Instit ute o f Che m i ca lT echno l ogy ,Shenyang 110142;

2.N o rt heastern U niversit y ,Sheyang 110006;

3.D alian U n i ve rs i ty o f T echno logy ,D a lian 116024)

Abst ract Rub -i m pact m ove m ent of a ideal rotor is under consi d eration based on the Po icare m ap i n t h e paper .Due

to co m p lex ity o f rub -i m pact move m ent i n a r o tor syse m,it is difficu lt to g ive a satisfied analysis on the issues o f period i c rub -i m pactm otion o f rotor syste m.H ere our attention is paid to sing le i m pact peri o d -n m otion o f the ideal rotor w hich has an i m pact to occur after a ti m e o f n ti m es of the ex terna l ex citation period .W e de m onstrate the ex istence of sing le i m pact period ic m oti o n by m eans o f the strict theoretical derivati o n ,m eanw hile w e obta i n the nonex istence criterion o f sing le i m -pact periodic m otion ,wh ich is that the ratio (X )o f the frequency of ex terna l exc ita ti o n (X )to the natural frequency(X 0)of r o tor syste m is irrati o na l number .M o reover ,the stability o f peri o dic m oti o n is stud ied and the correspond i n g character -istic equati o n is deri v ed .By num erica l si m u lation ,it i s sho w that the concl u si o n i s valid .The co m p lex characteristic o f t h e rotor centerli n e or b it is seen ,and is relaed to m (X =n /m ).The edge rub -i m pact i n si n gle i m pact period -1m otion is obtai n ed .

K ey w ords :i d ea l rotor ,r ub -i m pac,t po i n care m ap ,stab ility

S TRUCTURAL DA MAGE DETECTI ON W I TH RANDOM EXCI TATI ON AND

CORRELATI ON FUNCTI ON A M PLI TUDE VECTOR

Yu Zhe feng Yang Zhichun

(Insit u te o f A ircraft Structures ,N o rt hwestern Po l y technical U niversity ,X i p an 710072)

Abst ract The princ i p le of structura l da m age detecti o n based on Correlation Function Am plitude Vector (Cor V )is

presented i n th is paper .It is verifide that under rando m excita i o n w ith specific frequency spectrum,the Cor V o f struct u re on l y depends on the frequency response m atrix o f the str ucture ,and the nor m alized Cor V has a specific shape .Therefore w it h the co rre l a ti v ing and t h e relati v e change bet w een the Cor Vs oba i n ed fro m the i n tact and the da m aged struct u re under t h e sa m e rando m exc itati o n ,the da m age i n the structure can be detected w ith the concept o fCorrelati o n functi o n a m p litude V ecto r Assurance C riterion(CVAC ).Furt h er m ore ,based on this da m age detecti n g m et h od ,a da m age locati n g m ethod is proposed .To locate da m ages i n the str ucture ,second o r der difference handli n g of Cor Vs are used and it is found tha t the da m aged l o cation w ill e m er ge and easy to be i d entifed .This approach is de m onstrated w ith the da m age l o cating exa m p l e s of a 4si d e -c la m ped p late and a benchm ark m odel o fASCE .The da m age detecti n g and locating results sho w the feasi b ility of this m ethod and can be used i n the str uctural healt h m on itoring w ith a m b ient exc ita i o n .

K ey w ords :correlation function a m plitude vector(Cor V ),da m age detecti o n ,da m age location ,rando m excitation

207

V o.l 25N o .32006 J OU RNAL OF V IBRAT I ON AND S HO CK

减震器工作原理详解

汽车悬架知识专题:减震器工作原理详解 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动,为改善汽车行驶平顺性,悬架中与弹性元件并联安装减振器,为衰减振动,汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器,其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力,使汽车振动能量转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减,并与油液粘度有关。 减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务,阻尼力过大,将使悬架弹性变坏,甚至使减振器连接件损坏。因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。 (1) 在压缩行程(车桥和车架相互靠近),减振器阻尼力较小,以便充分发挥弹性元件的弹性作用,缓和冲击。这时,弹性元件起主要作用。 (2) 在悬架伸张行程中(车桥和车架相互远离),减振器阻尼力应大,迅速减振。 (3) 当车桥(或车轮)与车桥间的相对速度过大时,要求减振器能自动加大液流量,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免承受过大的冲击载荷。 在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器,且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器,还有采用新式减振器,它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。

1. 活塞杆; 2. 工作缸筒; 3. 活塞; 4. 伸张 阀;5. 储油缸筒; 6. 压缩阀;7. 补偿阀; 8. 流通阀;9. 导向座;10. 防尘罩;11. 油 封 双向作用筒式减振器示意图 双向作用筒式减振器工作原理说明。在压缩行程时,指汽车车轮移近车身,减振器受压缩,此时减振器内活塞3向下移动。活塞下腔室的容积减少,油压升高,油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)。上腔被活塞杆1占去了一部分空间,因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积,一部分油液于是就推开压缩阀6,流回贮油缸5。这些阀对油的节约形成悬架受压缩运动的阻尼力。减振器在伸张行程时,车轮相当于远离车身,减振器受拉伸。这时减振器的活塞向上移动。活塞上腔油压升高,流通阀8关闭,上腔内的油液推开伸张阀4流入下腔。由于活塞杆的存在,自上腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积,主使下腔产生一真空度,这时储油缸中的油液推开补偿阀7流进下腔进行补充。由于这些阀的节流作用对悬架

车辆最佳匹配减振器阻尼_图文(精)

第8卷第3期 2008年6月 交通运输工程学JournalOfTrafficandTransportatio报 一 ● ● n Lngmeerlng V01.8 Jun.NO.3 2008 文章编号:1671—1637I2008)03—0015—05 0 车辆悬架最佳阻尼匹配减振器设计 周长城1’2,孟婕 (1.山东理工大学交通与车辆工程学院,山东淄博255049; 2.北京理工大学机械与车辆工程学院,北京 100081)

摘 要:为了使设计减振器对车辆具有最佳减振效果,利用悬架最佳阻尼比,对减振器最佳阻尼系 数进行了研究,建立了减振器最佳速度特性数学模型,提出了减振器阀系参数设计优化方法,对设计减振器进行了特性试验和整车振动试验,并与原车载减振器性能进行了对比。计算结果表明:减振器特性试验值与最佳阻尼匹配要求值的最大偏差为9%,而且,在低频范围内,设计减振器的整车振动传递函数幅值明显低于原车载减振器的幅值,有效遏制了簧下质量在13Hz附近的共振,因此,减振器速度特性模型和阀系参数优化设计方法是正确的。关键词:汽车工程;减振器;最佳阻尼;速度特性;设计模型;优化方法中图分类号:U463.335.1 文献标识码:A Designofshockabsorbermatchingtooptimal dampingofvehiclesuspension ZhouChang—chen91”.MengJiel (1.SchoolofTrafficandVehicleEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,Shandong,China;2.Schoolof MachineandVehicleEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China) Abstract:Inorderto

液压阻尼减震器的工作原理

液压阻尼减震器的工作原理 Tag:减震器,隔震器,减震,隔震,钢 液压式减震器是目前摩托车使用最为普遍的减震器,现简要介绍其工作原理。 1、液压阻尼式后减震器 液压式减震器的结构同吸入式泵基本相似,不同之处只是液压减震器的钢体上端是封闭的,而阀门上留有小孔。当后轮遇到凸起的路面受到冲击时,缸筒向上移动,活塞在内缸筒里相对往下移动。此时,活塞阀门被冲开向上,内缸筒腔内活塞下侧的油不受任何阻力地流向活塞上侧。同时,这一部分油也通过底部阀门上的小孔流入内、外缸筒之间的油腔内。这样就有效地衰减了凹凸路面对车辆的冲击负荷。而当车轮越过凸起地面往下落时,缸筒也会跟着往下运动,活塞就会相对于缸筒向上移动。当活塞向上移动时,油冲开底部的阀门流向内缸筒,同时内缸筒活塞上侧的油经活塞阀门上的小孔流向下侧。此时当油液流过小孔过程中,会受到很大的阻力,这样就产生了较好的阻尼作用,起到了减震的目的。 2、伸缩管式前*液力减震器 伸缩式前*同前轮和车架是连在一起的,它既起到一部分骨架支撑作用,又起到减震器的作用。随着柄管和套管之间的相互伸缩,前*内的油经设置在隔壁的小孔流动。当柄管压缩时,随着柄管的移动,B室里的油受压后经柄管上的小孔流向C室。同时经自由阀流向A室。油液流动时,受到的阻力衰减了压缩力。当压缩行程快到极限时,柄管末端的锥形油封片就会插上,从而封闭了B室内油的通路。此时,B室油压激剧上升,使其处于被封闭的状态,这样就限制了柄管的行程,有效地防止前*上的可动零件之间的瞬间机械碰撞。 在柄管伸张(即反弹)时,A室内的油经设在前*活塞上部(*近活塞环附近)的小孔流向C室。此时,油液流动所受到的阻力衰减了伸张力。当伸张行程快到极限时,反弹弹簧的伸长吸收了振动能量,而且在这一过程中,油经前*活塞下部的小孔补充到B室,为下一次的工作做好了准备。 三、减震力调节器及防点头装置 1、减震力调节器 根据道路状况和摩托车上负荷的大小,需要对摩托车乘坐的缓冲程度进行调节。减震力调节器主要有凸轮式、螺旋式及气压式和油压式,最常见的是凸轮式。 凸轮式调节器在减震器本体上焊接制动器处装一个波纹阶梯的圆筒凸轮,转动凸轮进行调节。这种结构最简单,且价格低,因而被广泛采用。不过,也有通过拨动手柄来改变凸轮位置进行调节的。 2、防点头装置 防点头(即防俯冲)装置的作用是根据制动力的大小自动减轻制动时俯冲的影响,以及获得舒适的制动感。该机构装在前*下部。前轮受到冲击及轻微制动时,前*管内的油沿着中细箭头的方向流动。紧急制动时,利用制动钳的动作制动钳的销(即活塞)介入,从而堵住减震器油的通路,油从活塞上的油路通过孔阀回到内油管,孔阀的通道比减震器受冲击动作时的油路小,油的流动受到限制,防俯冲装置使减震器受到压缩时的阻尼增大,俯冲得到有效控制。这时,由于制动力的作用,前面的负荷增加,由于制动钳的作用,俯冲力就和阀的挤压力相平衡,即使在动作中受到路面的冲击,由于正常的油路还通着,也可起到一定的缓冲作用。

避震器与阻尼

避震器与阻尼 由上图可清处看出避震器对于抑制弹簧谈跳的效果。

避震器的内部就是使用高黏滞系数的流体以及小尺寸的孔径,来进行阻尼的设定。 避震器的功用 从避震器这个名称看来,好像车辆的震动主要是由避震器来吸收,其实不然。车辆在行经不平路面之震动所产生的能量主要是由弹簧来吸收,弹簧在吸收震动后还会产生反弹的震荡,这时候就利用避震器来减缓弹簧引起的震荡。 当避震器失效时,车子在行经不平路面就会因为避震器无法吸收弹簧弹跳的能量,而使车身有余波荡漾的弹跳,影响行车稳定性及舒适性。简单的说,避震器最主要是要抑制弹簧的跳动,迅速弭平车身弹跳。 阻尼 「阻尼」这个词我们可能很常听到,但是究竟何谓阻尼呢?简单的说,阻尼是作用于运动物体的一种阻力,而且阻力通常与运动速度成正比。就拿一般人常见的门弓器来说,当你轻轻开门时,门弓器内的油压缸所产生的阻力很小,很轻松就能把门推开;但是当你用力推门时,反而会因阻力较大而不好推。同样原理应用于汽车避震器,当弹簧受到较大的伸张或压缩力时,避震器会因阻尼效应而给予较大的抑制力。 避震器之所以会产生阻尼效应,是因避震器受力而压缩或拉伸时,内部的活塞在移动时会对液压油或高压气体加压使之通过小孔径的阀门,当液压油或高压气体通过阀门时会产生阻力,此一阻力就产生阻尼;而阀门的孔径大小和液压油的黏度都会改变阻尼的大小。一般阻尼较大的避震器就是所谓较硬的避震器,阻尼越大则避震器越不容易被压缩或拉伸,所以车身的晃动也会越小,并增加行经不平路面时轮胎的循迹性,然而却会降低行驶时的舒适性。 可调式避震器 可调式避震器可分为阻尼大小可调式避震器和弹簧位置高低可调式避震器,以及阻尼大小和弹簧位置高低都可调整的避震器。 阻尼大小可调式: 在避震器的内部使用可以调整孔径大小的阀门,在将阀门的孔径变小之后,避震器的阻尼也会跟着变硬。调整避震器的阻尼大小的方式可分为有段与无段的方式。以电子控制方式改变阻尼大小的避震器,则是采取有段调整的方式。

汽车设计中减震器相对阻尼系数的确定

汽车设计中减震器相对阻尼系数的确定 摘要:本文嘗试以汽车的电磁涡流减震器作为研究对象,分析减震器相对阻力系数,初步确认了减震器相对阻尼系数的计算公式,并探讨了汽车设计中,需要减震器阻尼系数确定需要因素,确认了基本的减震器设计原则。 关键词:汽车设计;减震器;阻尼系数 DOI:10.16640/jki.37-1222/t.2017.12.216 汽车工业是现代制造业的支柱性产业,汽车工业发展水平反映了一个国家的制造业发展水平。减震器是汽车必不可少的装备。当前汽车的减震器类型繁多,主要包括液压减震器、充气式减震器、电/磁流变液减震器、电磁涡流减震器等,不同减震器各有优劣。阻力系数是反映减震器减震性能的重要指标,本次研究试以汽车的电磁涡流减震器作为研究对象,分析减震器相对阻力系数计算方法,确定汽车设计中减震器设计的基本原则。 1 电磁涡流减震器阻尼系数 1.1 电磁涡流减震器 涡流减震器的涡流阻尼影响因素较多,涉及到电磁饱和、传热理论、退磁效应、集肤效应等,计算过程比较复杂,最终影响计算精度以及效率。近年来有限元仿真技术飞速发展,为阻力计算创造了条件。本文讨论的电磁涡流减震器,有三个条件:①忽略温度的小幅度变化对材料电导率、相对磁导率的影响;②计算导体框架的涡流效应,不考虑其他部件;③不考虑温度对材料物理性能的影响。电磁涡流减震器整体成圆柱形,上段是电子轴,下段为定子导体,后者由永磁体、铁极构成。在进行电磁涡流减震器的设计过程中,需要考虑如何高效的利用永磁体产生的磁场,使用相同的材料、体积结构产生更大的涡流阻力,同时考虑汽车的减震

需求,确电磁涡流减震器最低阻尼力。根据磁路优化理论,采用筒式的定子导体,相较于矩形结构,能减少的电磁磁漏效应,更好的产生涡流,从而快速消耗测量运动过程中产生的振动能量。永磁体的充磁方向不会显著影响磁场的利用,目前主要采用轴向以及径向两类,根据有限元分析,轴向充磁永磁体磁感应强度峰值为2.0242T,周围气隙磁感应强度峰值0.5t 最左右,而采用经向冲磁,则为1.72345T、0.4T,显然轴向冲磁效果更理想。确定结构以及冲磁的基本结构后,需要设计合适的尺寸。 1.2 阻尼力计算 用于电磁涡流减震器阻尼系数计算的理论主要包括有限差分法、有限元法、矩量法、边界元素法、格林函数法等。有限差分法适用于手机辐射、不同建筑结构室内电磁干扰研究、微带线问题研究,不适合尺寸较大、细薄结构的媒质,有限元法适合复杂媒质、边界条件、复杂边界形状的定解问题,具有较高的设计进精度,每个环节都可进行标准法,计算程序分组,方程组元数很多,计算时间长。用于电磁涡流减震器磁通密度计算,主要包括磁偶极子方法,计算方法简单,轴向磁通密度计算公式为 其中K(k)、E(k)分别为第一类全椭圆积分和第二类全椭圆积分,Rm、m分别为圆柱体永磁体的半径与厚度,在实际处理工程与科学问题时,绝大多数的微积分都无法得到准确的解析解。运动的永磁体是一个沿着轴向(z)和径向(r)都变化的磁场,导体外套涡流以及涡流阻尼力产生机制主要包括导体在恒定磁场相对运动、导体处在变化的磁场中,根据法拉第的电磁感应定律,前者为感生电动势,后者可根据洛伦磁力法则定义为动生电动势,总的电动势是两者之和,E=Etransk+Emotional=-,相对速度是永磁体和导体外筒之间的相对运动速度。考虑到相对速度是竖向方向,则永磁体的竖直分量和相对运动速度是垂直的,故此方向上的磁场不会影响导体外筒中的涡流,永磁体径向分量才产生涡流,则动生电动势作用产生的涡流阻尼力为F=,其中为导体外筒的体积,rin是导体外筒的内半径,rout为内

海上钻机减震阻尼装置

海上钻机减震阻尼装置 发表时间:2019-12-16T13:35:51.437Z 来源:《工程管理前沿》2019年第21期作者:王立晗 [导读] 海上钻机减震阻尼装置,装置主要由底座、铰链、弹簧、拉簧组成,在钻机后侧使用铰链将底座与钻机相连 一.概述 海上钻机减震阻尼装置,装置主要由底座、铰链、弹簧、拉簧组成,在钻机后侧使用铰链将底座与钻机相连,在钻机前侧使用弹簧、拉簧组合的方式将底座与钻机相连,本装置结构简单、可靠性高、缓冲减震效果好,可有效减小海上钻探施工过程中因涌浪、潮汐等不利条件对钻机产生的上顶下压作用的影响。 二. 海上钻机减震阻尼装置发明背景 随着我国社会、政治和经济的发展,海洋勘察在新一轮沿海大开发中的作用也更加突出,一大批跨海大桥工程,海上风电工程、港口与近海工程已经被提上日程,海上勘察项目也随之增多。 传统的海上钻探作业是将钻机的底座采用刚性连接的方式固定在船舶施工平台上,因海上风大浪急、潮汐涨落、海流复杂多变,施工船起伏晃动剧烈,施工条件极为恶劣。钻机在钻进过程中受施工船起伏晃动的影响,钻杆连同钻机上下往复运动,使得钻机更加频繁的发生上顶下压作用,引起钻压变化,影响钻机钻进的效率,同时也极大的损耗钻杆、钻具、钻机内部零部件,降低钻杆、钻具、钻机的使用寿命,产生操作上的安全隐患,甚至导致无法钻进而被迫停工,造成较大的经济损失。海上天气又复杂多变的,每一天的施工时间都非常宝贵,为充分利用有限的时间,保证钻机在施工期间可靠持续运行,在这样的背景下克服现有技术缺点,经过反复摸索与实践,设计了海上钻机减震阻尼装置,该装置使得钻机与底座之间为弹性连接,钻机在钻进过程中出现上顶下压时,由于弹性软连接对钻机起到了缓冲减震,减小海上涌浪起伏等不利条件对钻探施工的影响。 三. 海上钻机减震阻尼装置工作原理 海上钻机减震阻尼装置示意图如图1所示,装置主要包括底座、铰链、弹簧、拉簧等几个部分,底座使用铰链、弹簧、拉簧组合的方式与原有钻探钻机进行连接。其中底座使用16#国标槽钢进行焊接制造,使用时将底座直接固定在海上平台上。钻机尾端使用铰链将底座与钻机相连接,在钻机前端不固定的情况下,钻机与底座可绕铰链旋转,实际效果如图2所示。 在钻机前端左右两侧各布置一个弹簧与拉簧,共计4个弹簧和拉簧,弹簧规格为2吨,拉簧规格为800公斤。弹簧与拉簧用以提供竖直方向上的约束,如图3所示,当钻机在施工过程出现上顶下压现象时,钻机上顶产生的冲击可经由拉簧缓冲再传到钻杆上,减小对钻杆钻具的影响,降低钻杆钻具的磨损。而钻机下压时产生的冲击可经由弹簧的缓冲再传到的钻机本身,避免了钻机直接冲击平台而发生的零部件损耗。在弹簧与底座、钻机的连接部位设置定位销,避免因装置上下升降剧烈,导致弹簧脱钩的情况出现。概括的说,当钻机在钻进过程中发生上顶下压现象时,装置中的弹簧与拉簧的协同组合发挥作用,对钻机钻进过程中的冲击做反向缓冲减震,达到上拉下弹的效果,减小对钻杆、钻具、钻机零部件的损耗。 在实际使用过程中,可根据实际施工海况条件以及弹簧、拉簧的拉弹应力消散情况对弹簧、拉簧拉弹力进行动态调节,保证钻机与底

阻尼器特点及分类

阻尼器的特点及分类 弹簧阻尼器: 液压阻尼器:防腐性好 主要零部件采用奥氏不锈钢材料,防腐性能好; 结构紧凑、受力合理 结构紧凑,且呈对称结构,安装空间小,受力更加合理; 动态响应快 阻尼力大,且动态响应时间短; 摩控阻力小 摩控阻力小,一般低于额定载荷的1%-2%; 摆动角 头部,尾部铰接采用关节轴承,允许多最摆动角为±6°; 寿命长 采用特殊的液压油和密封介质,性能稳定,密封寿命长; 高温工作 可在93℃温度下连续工作,短时工作稳度可达148℃。 脉冲阻尼器:1、脉冲阻尼器的外壳材质为UPVC或不锈钢,隔膜材质为丁基橡胶或 氟橡胶。 2、不锈钢充气阀,补气压力一般为系统工作压力的60%~80%。 3、脉冲阻尼器装有压力表,可以显示系统压力。 4、脉冲阻尼器可以实现3~6%的阻尼缓冲(可以平滑掉94~97%脉 冲)。 5、工作温度限于摄氏0~60℃。 6、充气工具作为可选件,包括充气管、压力表、充气调节器,与氮气) 瓶连接接口。 旋转阻尼器:速度 旋转阻尼器根据回转速度的变化,扭矩也发生变化。其变化规律为: 速度提高,扭矩也提高。速度放慢,扭矩也随之下降。起动时扭矩与 标准扭矩不同。 温度特性 旋转阻尼器根据使用环境温度的变化,扭矩也发生变化。其变化规律 为:环境温度提高时扭矩下降,环境温度下降时扭矩升高。这是因为

环境温度变化时,阻尼器中粘性油的粘度也随之变化的缘故。但是, 当环境温度恢复到常温时,扭矩也会恢复到原来的数值。 风阻尼器:上海环球金融中心,大楼在90楼(约395米)设置了两台风阻尼器,各重150公吨,使用感应测算出建筑物遇风的摇晃程度,及通过电脑计算以控制阻尼器 移动的方向,减少大楼由于强风而引起的摇晃,而预计这两台阻尼器也将成为 世界最高的自动控制阻尼器。 粘滞阻尼器:根据流体运动,特别是当流体通过节流孔时会产生粘滞阻力的原理而制成的,是一种与刚度、速度相关型阻尼器。

(完整word版)建筑消能减震-阻尼器

一、消能减震结构的发展与应用: 利用阻尼器来消能减震并不是什么新技术,在航天航空、军工枪炮等行业中早已得到应用。从20世纪70年代后,人们开始逐步地把这些技术专用到建筑、桥梁、铁路等工程中。 在美国,20世纪80年代开始,美国东西两个地震研究中心等单位做了大量试验研究,发表了几十篇有关论文。90年代美国科学基金会和土木工程协会组织了两次大型联合,给出了权威性的试验报告,供工程师参考。 在我国,1997年,沈阳市政府大楼的抗震加固中首次采用了摩擦耗能装置,其后北京饭店、北京火车站和北京展览馆等多座建筑中应用消能减震技术。 在日本,目前已有超过100多栋的建筑物采用消能减震技术。 现代高层建筑日益增多,结构受地震和风振影响十分明显,减小结构所受的地震和风振反应,成为结构设计的一个重要方面。消能减震阻尼器,通过增加结构阻尼,耗散结构的振动能量来达到减小结构所受振动。 (1)“阻尼”是指任何振动系统在振动中,由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性,以此一特性的 量化表征。 (2)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中: 2.1.1 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅 建筑和房屋高度大于24米的其他高层民用建筑。

(3)《民用建筑设计通则》GB50352-2005中: 3.1.2建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。 二、阻尼器耗能减震原理: 耗能减震的原理可以从能量的角度来描述。 传统结构:Ei =Er+Ed+Es 耗能结构:Ei =Er+Ed+Es+Ea Ei为地震时输入结构的总能量; Er为结构在地震过程中存储的动能和弹性应变能; Ed为结构本身阻尼消耗的能量; Es为结构产生弹塑性变形吸收的能量; Ea为耗能装置消耗的能量; (其中Er为能量转换,并不是能量的消耗。) (1)传统结构中: 构件在利用其自身弹塑性变形消耗地震能量的同时,构件本身将遭到损伤甚至破坏。 (2)在消能减震结构中: 耗能(阻尼)装置在主体结构进入耗能状态前率先进入耗能工作状态,耗散大量输入结构体系的地震、风振能量,则结构本身需消耗的能量很少,主体结构反应将大大减小,从而有效地保护了主体结构,使其不再受到损伤或破坏。 三、阻尼器的种类: 阻尼器种类繁多,我国将其分为位移相关型和速度相关型。

21随机载荷减震器阻尼力测试

随机载荷减振器阻尼力测试 李波涛,徐雄威,王成业,董新年 (长城汽车股份有限公司技术中心、河北省汽车工程技术研究中心,保定 071000) 摘要:简单介绍了应变片的组桥和工作原理,阐述了使用应变片对车辆减振器阻尼力进行测试的方法,并结合整车试验,在各种不同路面下进行减振器阻尼力动态响应测试。根据减振器标定公式,计算在各种路况下减振器的阻尼力。 关键词:减振器;阻尼力;应变测试;nCode 引言 随着生活水平的提高,人们对汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性和行驶安全性提出了更高的要求。减振器作为车辆悬架的重要组成部分,是影响上述指标的关键所在。 减振器的作用是迅速衰减车身和车轮之间由弹性元件引起的连续相对运动,改善车辆行驶平顺性、操纵稳定性和安全性,为人们的驾乘提供更舒适的感受。 1 减振器简介 评价减振器优劣的最主要的指标是阻尼特性。阻尼特性可以用示功图和速度特性进行体现。 示功图是减振器在运动过程中阻尼力随活塞位移变化而围成的曲线图。速度特性图为减振器在运动过程中阻尼力随活塞杆速度变化而形成的曲线图,两者结合观测,可对减振器阻尼力进行全面的评价。 图1 阻尼力-位移特性和阻尼力-速度特性而目前面临的问题是,减振器阻尼力测试只在台架上进行,并且只选择几个特定的速度,并未涵盖用户的所有使用工况,而增加测试点又会大幅度提高测试成本,此方法存在一定的不足。 基于提高阻尼力测试全面性的角度,需对阻尼力的测试方法进行完善。在减振器活塞杆表面粘贴应变片,结合整车道路随机载荷采集,可弥补上述方法的不足。 2 应变片工作原理 应变的测量是将应变片因应变而引起的阻值变化转换为电压信号。根据输出电压和各桥臂阻值变化之间的关系: 得出电压信号的变化。 图2 惠斯通全桥 3 减振器处理 3.1 应变片粘贴 在减振器活塞杆上加工四个凹槽,凹槽深度要适中,并经过进一步处理。粘贴两枚应变片在其两个相对的凹槽位置,组成惠斯通全桥。 在活塞杆运动过程中,应变片随着活塞杆的拉

阻尼减震器的特点及优点【建设施工经典推荐】

阻尼减震器的特点及优点 什么是阻尼减震器 阻尼减震器对阻尼弹簧,橡胶减振垫组合使用,克服其缺点,具有复合隔振降噪,固有频率低,隔振效果好,对隔离固体传声,尤其是对隔离高频冲击的因体传声更为优越。是积极,消极隔振的理想产品。 阻尼减震器的特点 阻尼减震器载荷范围广,工作寿命长,使用安全可靠。上下座外表有防滑橡胶垫,对于扰力小,重点低的设备可直接将减振器放置于设备减振台座下,勿需固定:上座配有螺栓与设备固定。下座分别设有螺栓与地基螺栓孔,可以下固定。用户可根据不同的需要和场合进行选择。 阻尼减震器的优点 1、顶部和底部采用防滑耐磨橡胶和固定螺栓制成,提高了安全性能,安装方便。 2、铸钢外壳由合金钢弹簧制成,并且是注射成型的。耐候性好,使用寿命长,防震效果好。 3、它能有效隔离各种卧式和立式水泵、风机、空调机组、发电机组、柴油机组、管道等动力设备的振动,保护和延长其使用寿命。 阻尼减震器的功能 1、阻尼减震器有助于机械系统在瞬间受到冲击后迅速恢复到稳定状态。 2、阻尼震振器可以减少机械振动引起的声辐射和机械噪声。 3、能提高各种机床和仪器的加工精度、测量精度和工作精度。各种机器,尤其是精密机床,在动态环境中工作时,需要高抗冲击性和动态稳定性。通过各种阻尼处理,其动态性能可以提高。 4、阻尼减震器可以减小机械结构的协同振动幅度,从而避免因动应力极值而造成的结构损伤。 阻尼减震器的技术参数 阻尼减振器适用工作温度为-40℃--110℃,正常工作载荷范围内固有频率2HZ—5HZ,阻尼比00.045—0.065。(减振弹簧经150次疲劳试验无裂缝,无断裂,达到和超过了国家有关标准)。

悬架用减振器设计指南

悬架用减振器设计指南 一、功用、结构: 1、功用 减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命.目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种. 导向机构的作用是传递力和力矩,同时兼起导向作用.在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。 汽车悬架系统中弹性元件的作用是使车辆在行驶时由于不平路面产生的 振动得到缓冲,减少车身的加速度从而减少有关零件的动负荷和动应力。如果只有弹性元件,则汽车在受到一次冲击后振动会持续下去。但汽车是在连续不平的路面上行驶的,由于连续不平产生的连续冲击必然使汽车振动加剧,甚至发生共振,反而使车身的动负荷增加。所以悬架中的阻尼必须与弹性元件特性相匹配。 2、产品结构定义 ①减振器总成一般由:防尘罩、油封、导向座、阀系、储油缸筒、工作缸筒、活塞杆构成。 ②奇瑞现有的减振器总成形式:

二、设计目的及要求: 1、相关术语 *减振器 利用液体在流经阻尼孔时孔壁与油液间的摩擦和液体分子间的摩擦形成对振动的阻尼力,将振动能量转化为热能,进而达到衰减汽车振动,改善汽车行驶平顺性,提高汽车的操纵性和稳定性的一种装置。 *阻尼特性 减振器在规定的行程和试验频率下,作相对简谐运动,其阻力(F)与位移(S)的关系为阻尼特性。在多种速度下所构成的曲线(F-S)称示功图。 *速度特性 减振器在规定的行程和试验频率下,作相对简谐运动,其阻力(F)与速度(V)的关系为速度特性。在多种速度下所构成的曲线(F-V)称速度特性图。 *温度特性 减振器在规定速度下,并在多种温度的条件下,所测得的阻力(F)随温度(t)的变化关系为温度特性。其所构成的曲线(F-t)称温度特性图。 *耐久特性 减振器在规定的工况下,在规定的运转次数后,其特性的变化称为耐久特性。 *气体反弹力 对于充气减振器,活塞杆从最大极限长度位置下压到减振器行程中心时,气体作用于活塞杆上的力为气体反弹力。 *摩擦力

汽车减震器分析

汽车减震器分析 第一汽车减震器原理 ?由于悬架系统中的弹性元件受冲击产生震动,为改善汽车行驶平顺性,悬架中与弹性元件并联安装减震器。 ?为衰减震动,汽车悬架系统中采用减震器多是液力减震器,其工作原理是当车架和车桥间震动而出现相对运动时,减震器内的活塞上下移动,减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力,使汽车震动能量转化为油液热能,再由减震器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥之间的相对运动速度增减,并与油液粘度有关。 第二汽车减震器示意图 1.活塞杆; 2. 工作缸筒; 3. 活塞; 4. 伸张阀; 5. 储油缸筒; 6. 压缩阀; 7. 补偿阀;8. 流通阀;9. 导向座; 10. 防尘罩;11. 油封 第三减振器数学模型的基本原则

?(1)模型可以全面描述减振器的阻尼特性。 ?(2)数学表达式应该清晰、简洁、易用。 ?(3)选用的参数应该具有明显的物理意义。参数应该描述典型物理量的特性,如第一阻尼系数,泄载点和第二阻尼系数。 ?(4)可以方便的根据试验结果确定参数。 ?(5)能够准确描述阻尼特性曲线的形状和阀的配置之间的关系。 ?(6)能够精确计算分析减振器的阻尼性能与车辆系统能量消耗的关系,可以定量分析极端条件下减振器是否能够疏散足够的热量。 ?(7)应有助于深入的理解和分析减振器的内部运动过程和外部工作性能。 ?(8)可以满足减振器设计,减振器特性分析和车辆系统动力学研究的要求 第四减震器数学模型 第五对减震器数学模型的分析 建立如下公式描述减振器的行为 ?式中,Y(x):阻尼力或压降X:活塞速度或者液压油流量B:第一阻尼系数C:形状因

液压减震器的工作原理

减震器主要有弹簧和阻尼器两个部分组成,弹簧的作用主要是支撑车身重量,而阻尼器则是起到减少震动的作用。 阻尼”在汉语词典中的解释为:“物体在运动过程中受各种阻力的影响,能量逐渐衰减而运动减弱的现象”。阻尼器就是人造的物体运动衰减工具。 为了防止物体突然受到的冲击,阻尼在我们现实生活中有着广泛的应用,比如汽车的减震系统,还有弹簧门被打开后能缓缓地关闭等等。 阻尼器的种类很多,有空气阻尼器、电磁阻尼器、液压阻尼器等等。我们车上使用的是液压阻尼器。 大家知道,弹簧在受到外力冲击后会立即缩短,在外力消失后又会立即恢复原状,这样就会使车身发生跳动,如果没有阻尼,车轮压到一块小石头或者一个小坑时,车身会跳起来,令人感觉很不舒服。有了阻尼器,弹簧的压缩和伸展就会变得缓慢,瞬间的多次弹跳合并为一次比较平缓的弹跳,一次大的弹跳减弱为一次小的弹跳,从而起到减震的作用。 液压阻尼器利用液体在小孔中流过时所产生的阻力来达到减缓冲击的效果。 图一红圈中是活塞,它把油缸分为了上下两个部分。当弹簧被压缩,活塞向下运行,活塞下部的空间变小,油液被挤压后向上部流动;反之,油液向下部流动。 不管油液向上还是向下流动,都要通过活塞上的阀孔。油液通过阀孔时遇到阻力,使活塞运行变缓,冲击的力量有一部分被油液吸收减缓了。

下面是压缩行程示意图,表示减震器受力缩短的过程。图二为活塞向下运行,流通阀开启,油缸下部的油液受到压力通过流通阀向油缸上部流动。 图三为活塞向下运行,压力达到一定程度时,压缩阀开启,油缸下部的油液通过压缩阀流向油缸外部储存空间。图中红色大箭头表示活塞运动方向,红色小箭头表示油液流动方向。

减振器阻尼对汽车大冲击性能的影响分析

减振器阻尼对汽车大冲击性能的影响分析 作者:长安汽车股份有限公司董益亮彭旭阳 摘要:本文简要介绍了汽车大冲击性能分析评价指标和分析评价方法。利用ADAMS软件建立了某轿车四通道平顺性分析模型,分析了减震器阻尼在不同车速下对大冲击性能的影响,提出了优化方案。实车验证结果表明,该方法是一种有效的汽车大冲击性能分析评价方法。 关键字:冲击,乘坐舒适性,评价 1 前言 汽车在路面上行驶时,除了随机路面外,偶尔也会遇到冲击路面,如减速带、路面凸块和凹坑、铁路交叉口、路面接缝等,这类路面统称为冲击路面,其特点是冲击较大,冲击的产生间隔足够长的距离,这样在下次冲击来之前,车辆的振动已充分衰减。来自路面的剧烈冲击,通过轮胎、悬架、车身和座椅传给人体,同时会引起悬架和车身的跳动。 大冲击舒适性是用户评价汽车乘坐舒适性的重要内容,也是汽车厂家在汽车开发过程中需要控制的重要指标之一。在汽车开发的底盘调校阶段,一般通过减振器阻、弹簧和缓冲块来优化汽车的大冲击乘坐舒适性,其中减振器阻尼力的优化最为重要和复杂。 2 汽车冲击性能分析评价方法 2.1 冲击乘坐舒适性评价指标 当汽车遇到路面冲击时,会导致以下汽车振动响应: 1) 主振动(Primary Ride):车体的刚体振动响应,如俯仰和侧倾,乘员有时会感受到悬架限位块的撞击。 2) 冲击(Impact):乘员通过座椅和地板感受到的来自路面的较大冲击,以及车体上下运动速度迅速改变。 本文用地板、座椅等所关心位置的最大(绝对值)的加速度,以及车身的最大振动俯仰角和振动衰减的快慢作为大冲击振动下的客观评价指标。

2.2 大冲击仿真分析方法 目前,大冲击CAE分析方法主要有两类,一是基于平顺性轮胎模型的整车道路仿真分析方法,二是基于四通道的整车台架仿真分析方法。 第一种方法必须使用平顺性轮胎模型,常用的平顺性轮胎模型主要有ftire、swift 轮胎模型等,并配合使用冲击路面模型,冲击路面模型主要有三角形凸块路面、矩形凸块路面、锯齿形凸块路面等[1],见图1。 图1 基于平顺性轮胎模型的整车道路仿真分析 第二种方法用四通道实验台模拟路面垂向冲击激励[4],可以使用普通的操稳轮胎模型,如Pacjka 轮胎模型,见图2。 图2 基于四通道的整车台架仿真分析 第一种方法能够同时仿真分析大冲击引起的纵向和垂向振动响应,与比较接近实际情况,仿真结果较精确,但国内对平顺性轮胎模型研究较少,而且没有建立平顺性轮胎模型的试验条件,限制了其推广应用。第二种方法只能仿真路面冲击引起的垂向振动响应,与实际情况有差距,但可避开使用平顺性轮胎模型,另外,操稳轮胎模型国内研究较多,也有建立操稳轮胎模型的试验条件。 由于减振器阻尼力主要影响汽车的垂向振动响应,本文使用基于四通道的仿真分析方法。

阻尼力可调液压减震器

阻尼力可调的液压缓冲调节背部的压力调节阀压力控制电磁阀阻尼[]的挑战,保持压力控制电磁阀黄油。救济是通过中间人连接水库56背压腔16 - 32 - 分辨率手段来调整背压调节阀30,控制了石油背压腔泄压流阻尼力的水库16-32阻尼力可调液压减震器10其中有一个压力控制电磁阀50,孔口56A它提供救济水库16压力控制电磁阀在救灾通道56 50。

在阻尼力可调的液压冲击在专利文献1所述吸收已经由压力控制电磁阀开启压力阀的电流值设置,背压调节阀阻尼力(背压腔)的压力控制电磁当阀门开阀压力设定值附近的黄油反复打开和压力控制电磁阀(浪涌现象)关闭生成。巴塔并采取压力控制电磁阀,背压腔压力变得不稳定,不稳定的阻尼力的阻尼力调整开放和黄油约收盘作为一个阻尼力调节阀阀产生的结果。 [0004] 本发明的目的是一个缓冲区,以调整与背压调节阀压力控制阻尼力可调的液压阻尼力电磁阀与黄油保持在压力控制电磁阀。 解决问题的手段] [0005] 权利要求1的发明包括一个圆柱体住房油和活塞杆进入气缸与活塞插杆提供与分区活塞腔室和活塞气缸内的活塞杆,石油和天然气填补和一个水库,一个通道的主要形式流动的一个油到从杆腔侧,并用单向阀通过反弹水库的方式让绘图允许进入会议厅只油流从水库活塞并通过高压侧有一个单向阀允许压力方只允许流油的有杆腔侧从活塞室的一面,以及分区的背压腔是要传达的试点通道和通道主要提供通过原发性和阻尼力控制阀或阀门的开闭座椅,飞行员口提供在试点连接的主要通道背压腔和阻尼力控制阀是在救灾通过中间人连接背压腔水库背压通过阻尼力可调的液压减震器,包括压力控制电磁阀和背压调节阀来调节,通过控制油流救济压力腔的水库,通过压力控制电磁救灾的阻尼力这是可提供救济阀口的水库。 [0006] 权利要求2,权利要求1进一步发明其中一个比试点孔孔直径,这是形成一个比的电磁阀压力控制流路的直径更小的直径直径较大的救济口以上孔径,发明。 [0007] 权利要求3,权利要求1或2进一步的发明,和阻尼力控制阀发明说滑阀,滑阀包括一个与阀座连接到主离苏茹通过试验和试点碟阀口通道这是可配备。 [0008] 权利要求4,任何索赔1-3,这是可在同一轴线上都与阀的情况下,压力控制电磁阀其中的阻尼力调节阀平行排列另一项发明的发明。 [0009] 该发明的权利要求5进一步在目前一个1,要求4,活塞,安全阀反弹流入油腔活塞的杆腔侧和超过一定室杆端液压阀打开提供关于圆柱体的底部,这是可提供一个安全阀,以水库油流由一个液压活塞及活塞超过一定限度阀室开了房间的压力方提供的分区为主。 [功效的发明 [0010] (索赔1) (一)提供救济口至水库压力控制电磁阀的救援通道。因此,在背压控制电磁阀的泄压孔造成不利,早在阻尼力控制阀(背压腔)的压力时,阀门开启压力接近设定压力控制电磁阀,压力控制它可以稳定的开放和电磁阀压力控制电磁阀关闭与黄油抑制。这使您可以稳定在阀门的开放压力控制电磁阀的压力设定值附近背压腔压力,阻尼力可以稳定阻尼力的阀门开度,因此截止阀,调节阻尼力产生。[0011]

减震器工作原理及类型

减震器的工作原理和类型使用 【减震器的定义】 减震器(Absorber) ,减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时,虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动,但弹簧自身还会有往复运动,而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。减震器太软,车身就会上下跳跃,减震器太硬就会带来太大的阻力,妨碍弹簧正常工作。在关于悬挂系统的改装过程中,硬的减震器要与硬的弹簧相搭配,而弹簧的硬度又与车重息息相关,因此较重的车一般采用较硬的减震器。与引震曲轴相接的装置,用来抗衡曲轴的扭转震动(即曲轴受汽缸点火的冲击力而扭动的现象)。 【减震器的用途】 用于吸收钻井中产生的冲击和震动负荷,以提高钻头及其他钻具使用寿命。 【减震器的分类】 减震器从产生阻尼的材料这个角度划分主要有液压和充气两种,还有一种可变阻尼的减震器. 现在使用的减震器有: 1.橡皮减震器; 2.弹簧减震器; 3.空气式减震器; 4.油液空气式减震器; 5.全油液式减震器。 【减震器的结构】 减震器的结构是带有活塞的活塞杆插入筒内,在筒中充满油。活塞上有节流孔,使得被活塞分隔出来的两部分空间中的油可以互相补充。阻尼就是在具有粘性的油通过节流孔时产生的,节流孔越小,阻尼力越大,油的黏度越大,阻尼力越大。如果节流孔大小不变,当减震器工作速度快时,阻尼过大会影响对冲击的吸收。因此,在节流孔的出口处设置一个圆盘状的板簧阀门,当压力变大时,阀门被顶开,节流孔开度变大,阻尼变小。由于活塞是双向运动的,所以在活塞的两侧都装有板簧阀门,分别叫做压缩阀和伸张阀。 减震器按其结构可分为双筒式和单筒式。双筒式是指减震器有内外两个筒,活塞在内筒中运动,由于活塞杆的进入与抽出,内筒中油的体积随之增大与收缩,因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。所以双筒减震器中要有四个阀,即除了上面提到的活塞上的两个节流阀外,还有装在内外筒之间的完成交换作用的流通阀和补偿阀。 与双筒式相比,单筒式减震器结构简单,减少了一套阀门系统。它在缸筒的下部装有一个浮动活塞,(所谓浮动即指没有活塞杆控制其运动),在浮动活塞的下面形成一个密闭的气室,充有高压氮气。上面提到的由于活塞杆进出油液而造成的液面高度变化就通过浮动活塞的浮动来自动适应之。除了上面所述两种减震器外,还有阻力可调式减震器。它可通过外部操作来改变节流孔的大小。最近的汽车将电子控制式减震

减震器技术要求

减震器技术要求 4.1减振器应符合本标准要求,并按经规定程批准的图样和技术文件制造 4.2外观 4.2.1减振器表面应清洁,涂漆层光滑、平整、色泽均匀、无漏涂、汽泡、流痕、皱纹起层、剥落、划伤和碰伤等。缺陷;标志应清晰完整、正确。 4.2.2减振器连杆外露表面镀层和应无剥落,磕碰,划伤和锈蚀等缺陷. 4.2.3减振器封口部分应圆滑,平整,周边均匀; 4.2.4焊缝应圆滑,无砂眼,裂纹,间断,烧穿,焊渣锐峰等缺陷。 4.3减振器的示功特性 4.3.1减振器在示功实验中不得有卡死和明显的噪音等异常现象 4.3.2示功图应丰满圆滑,不得有空程崎形等 4.3.3减振器的额定复原阻尼值和额定压缩阻尼值应符合表5或表6或表7规定(20℃±5℃,行程中间位置) 额定复原阻尼值和和额定压缩阻尼值(N) 表5 表6 试验速度复原阻尼力允许差压缩阻尼力允许差试验速度复原阻尼力允许差压缩阻尼力允许差 0.13m/s Pf±(Pf×14%+40)Py±(Py×16%+40)0.10m/s Pf±(Pf×14%+40)P y±(Py×16%+40) 0.39m/s Pf±Pf×14%Py±Py×16%0.30m/s Pf±Pf×14%Py±Py×16% 0.52m/s Pf±(Pf×14%+40)Py±(Py×16%+40)0.40m/s Pf±(Pf×14%+40)Py±(Py×16%+40) 表7 表8阻尼力变化率(高温80℃) 试验速度复原阻尼力允许差压缩阻尼力允许差复原阻尼力变化率压缩阻尼力变化率 0.10m/s Pf±Pf×7.5%Py±Py×7.5%0.10或0.13 0.30或0.39 0.10或0.13 0.30或0.39 0.20m/s <50% 0.30m/s 0.40m/s 4.4密封性减振器平放,倒置和工作均不得渗漏油。注:渗漏油指油液从渗漏口流淌痕迹超过25mm或以上. 4.5摩擦力特性:减振器在活塞行程为20 mm,速度低于5 mm/s条件下,其摩擦力应不大于55N,在上述条件下,加载侧向力FR为300N至600N,900N,直至1200N时,其摩擦力均应不大于150N 4.6减振器的温度特性减振器阻尼力值变化应符合表8和表9规定 表9阻尼力变化率(低温-30℃)表10阻尼力变化率 复原阻尼力变化率压缩阻尼力变化率复原阻尼力变化率压缩阻尼力变化率 0.10或0.13 0.30或0.39 0.10或0.13 0.30或0.39 <25% <25% <200% <150% <200% <150% 4.7减振器的耐久性 4.7.1耐久性实验中减振器不得有漏油失效,连接部位不得有开焊及影响使用的现象发生 4.7.2当试验速为0.3m/s或0.39m/s时,减振器阻尼力值的变化率应符合表10规定 4.8清洁度:清洁度限值及测度方法按QC/T546—1999执行。 4.9静拉伸实验:施加表11所示之拉伸负荷于减振器两端之安装部,于5分钟后,检查其变化形量,其变形量不得超过2.0 mm,但此变形量不包括端末安装部之变形。见表11 工作缸直径 (mm) 负荷值(N) 工作缸直径 (mm) 负荷值(N) 20 15000以上35,36 30000以上 25,27 23000以上40,45 35000以上 30,32 23000以上50,60 40000以上 4.10熔接强度如图4所示,减振器两端之熔接部位于施加如图纸所示之负荷,其它部位变形时其深接处不得裂开.4.11气密性要求 4.11.1油压式产品经0.8MPQ耐压试验3秒内不泄漏 4.11.2油气混合,经1.2MPQ耐压试验3秒内不泄漏 4.12涂装部位经过300小时盐雾试验后,无锈蚀现象. 4.13噪音

相关文档