液压悬置的集总参数模型液压悬置是一由液固耦合构成的复杂装置,其动态特性十分复杂。为了有效分析液压悬置的动态特性,R.Singh等人建立了液压悬置的集总参数模3液压悬置的基本结构型,如所示。中Kr和Br分别为橡胶主簧的刚度和阻尼系数,Ar为橡胶主簧的等效活塞面积。m1、m2分别为上、下液室中液体的质量,即m1=ρV1,m2=ρV2。C11、C12、C21、C22分别为上下液室的体积柔度;p11、p12、p21、p22分别为上下液室中液体压力。
ADAMS软件简介ADAMS软件是美国MDI公司开发的机械系统动力学仿真软件,它包括ADAMS/View、ADAMS/Solver、ADAMS/Car、ADAMS/Engine、ADAMS/Vibration、ADAMS/Hydraulic和ADAMS/Controls等很多模块。利用ADAMS软件,可以对几乎所有的机械系统进行建模与仿真。
动力学仿真模型的建立本文以固定解耦膜式液压悬置为例,利用ADAMS软件,建立其液体-固体耦合的动力学分析模型。就是固定解耦模式液压悬置的动力学仿真模型。该模型包括固体和液体两大部分,其中固体部分的橡胶主簧部分简化为简单的弹簧阻尼系统,而液体部分则利用ADAMS中的ADAMS/Hydraulic模块建立。模型中假设了上下液室压力分布均匀。
固定解耦模式液压悬置动力学仿真模型从该模型中可以看出,通过悬置传递到车身的作用力有两部分组成,一部分是通过橡胶主簧传递,而另外一部分则是由于上下液室液体的压力产生的。因此,液压悬置固定端的支反力的计算公式如下:FT(t)=kr+brx(t)+Arp1(t)定义悬置的复刚度悬置的动刚度定义为:Kdyn=K21(ω)+K2(ω)滞后角定义为:θ=arctan(K2(ω)K1(ω)利用该模型仿真计算出来的液压悬置的动刚度曲线和滞后角曲线,如、所示。
液压悬置动态动刚度仿真结果8液压悬置滞后角仿真结果3.3动态特性试验测试发动机液压悬置的动态特性实验在Instron8800伺服液压振动测试实验台上进行,如所示。在实验时,将液压悬置的两端与实验台相连,然后在其中一端施加一个位移激励x(t)=X0sin(ωt),而另一端则固定在试验台架上,记录运动端的位移传感器的信号x(t)和固定端的力传感器信号F(t),如0所示。这样就可以得到某一频率下的动态刚度和滞后角。试验测得的液压悬置动刚度和滞后角曲线,如1、2所示。
通过对比仿真计算的和试验测试的液压悬置的动刚度和滞后角曲线,可以看出两者比较吻合,从而验证了模型的正确性。一个比较理想的悬置需要低频高刚度大阻尼、高频低刚度小阻尼的动态特性。