【正文】 羅氏應(yīng)力應(yīng)變公式手冊(cè)》中關(guān)于環(huán)形圓板模型受力及應(yīng)變的關(guān)系，來求本文中活塞閥片在阻尼力作用下的變形： 環(huán)形圓板受力及應(yīng)變模型 環(huán)形圓板的撓度 y 為： 本文中活塞閥片的受力狀況符合外邊自由，內(nèi)邊固定的模型： 其中： 查表可得公式： 運(yùn)用 MATLAB 求撓度 y，假定活塞閥片單位面積受力 q 為 25 /105 mN?? ，程序代碼： %r:被計(jì)算量的徑向位置； r0:該均布載荷的 起始位置處的徑向位置； %t:板厚； D:平板常數(shù)； miu:泊松比； E:彈性模量； % y 的閥片的法向撓度； yb=0。 thetaB=0。 Mra=0。Qa=0。 q=5*10^5。 b=。 E=220*10^9。 miu=。 t=。 a=。 r0=b。 D=E*(t^3)/12/(1miu^2)。 i=1。 r(i)=b。 while r(i) a, F1(i)=(1+miu*a)/2*b/r(i)*log(r(i)/b)+(1miu)/4*(r(i)/bb/r(i))。 F2(i)=1/4*(1(b/r(i))^2*(1+2*log(r(i)/b)))。 F3(i)=b/4/r(i)*((b/r(i))^2+1)*log(r(i)/b)+(b/r(i))^21。 s(i)=r0/r(i)。 G11(i)=1/64*(1+4*s(i)^25*s(i)^44*s(i)^2*(2+s(i)^2)*log(1/s(i)))*(r(i)r0)^0。 %rr0。 C2=*(1(b/a)^2*(1+2*log(a/b)))。 C3=b/(4*a)*(((b/a)^2+1)*log(a/b)+(b/a)^21)。 C5=*(1(b/a)^2)。 C6=b/(4*a)*((b/a)^21+2*log(a/b))。 C8=*(1miu^2)*(a/bb/a)。 C9=b/a*((1+miu)/2*log(a/b)+(1miu)/4*(1(b/a)^2))。 L11=1/64*(1+4*(r0/a)^25*(r0/a)^44*(r0/a)^2*(2+(r0/a)^2)*log(a/r0))。 L14=1/16*(1(r0/a)^44*(r0/a)^2*log(a/r0))。 L17=*(1(1miu)/4*(1(r0/a)^4)(r0/a)^2*(1+(1+miu)*log(a/r0))) Mrb=q*a^2/C8*(C9/(2*a*b)*(a^2r0^2)L17) Qb=q/(2*b)*(a^2r0^2) y(i)=yb+thetaB*r(i)*F1(i)+Mrb*r(i)^2/D*F2(i)+Qb*r(i)^3/D*F3(i)q*r(i)^4/D*G11(i)。 i=i+1。 r(i)=r(i1)+。 end n=length(y)。 plot(r(1:n),y) 求的撓度曲線： 最大撓度 ymax 為 ，即 。 第三章 減振器的阻尼特性與剛度 特 性 （ 1） 設(shè)活塞上下運(yùn)動(dòng)的速度為 tV ，則 II 腔流入 I 腔的油液流量： tVAQ ?? 2 （ 1） Q II 腔流入 I 腔的油液流量 2A II 腔截面積 tV 活塞運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度 復(fù)原行程中單向閥關(guān)閉，油液只有經(jīng)過阻尼孔流動(dòng)，根據(jù)實(shí)際液體的伯努利方程，經(jīng)過節(jié)流孔的流量公式為： ΔPρ201 ???? ACQ d （ 2） Q 節(jié)流孔流量 dC 節(jié)流孔的流量系數(shù) 01A 節(jié)流孔的截面積 ρ 油液密度 △ P II 腔和 I 腔之問的壓力差 復(fù)原行程的阻尼力為 1RF ， 其表達(dá)式為 ： 22121 AΔP)( ????? APPF R （ 3） 將公式（ 1），（ 2），（ 3）綜合，且流經(jīng)節(jié)流孔的流量等于 II 腔流 入 I 腔的流量，得到的復(fù)原行程阻尼力 1RF 為： 2ρ2ρ)(AΔP 20222322022 22221 ?????? ????? AC VAAC AVAF d td tR （ 4） 壓縮行程中，單向閥和阻尼孔同時(shí)連通 II 腔和 I 腔，則 I 腔流入 II 腔的流量公式為： ΔPρ2)( 0201 ????? AACQ d （ 5） Q 流經(jīng)節(jié)流孔和單向閥的總流量 dC 節(jié)流孔的流量系數(shù)，并認(rèn)為單向閥 的流量系數(shù)與節(jié)流孔相同 02A 單向閥的有效過流面積 △ P I 腔和 II 腔的壓力差 將公式（ 1），（ 3），（ 5）綜合，得到的壓縮行程阻尼力 2RF 為： 2ρ)(2ρ)( )(AΔP 202022232202022 22221 ??? ????? ????? AAC VAAAC AVAF d td tR （ 6） 公式 (4)和 (6)分別表示了油氣懸架復(fù)原行程和壓縮行程的阻尼力，復(fù)原行程和壓縮行程阻尼力的方向相反。 從公式 (4)和 (6)可以看到，油氣懸架復(fù)原行程和壓縮行程的阻尼力與懸架缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度平方相關(guān)，阻尼力與 速度是非線性的關(guān)系。這同傳統(tǒng)上假定認(rèn)為的阻尼力與速度呈線性關(guān)系的情況相差較大，為了有針對(duì)性地進(jìn)行比較，對(duì)公式 (4)、 (6)進(jìn)行線性化，可以確定一個(gè)平均阻尼系數(shù)。用活塞復(fù)原行程和壓縮行程的平均速度 ?tV 代替 tV 項(xiàng)中的一個(gè)，則復(fù)原行程和壓縮行程阻尼力可以寫為： 復(fù)原行程阻尼力 1RF ： td tR VACVAF ????? ? ]2ρ[2022321 壓縮行程阻尼力 2RF ： td tR VAACVAF ?????? ? ]2ρ)([ 202022321 令 ]2ρ[ 201232 ???? ?ACVACdtf （ 7） ]2ρ)([ 20202232 ????? ?AACVACdty （ 8） 則有： 20201201)( AA ACC fy ?? )])( 11(2Aρ[21)(21 20202201232AAAC VCCC d tfyeq ???????? （ 9） 式中， fC 、 yC 分別稱為復(fù)原行程和壓縮行程的平均線性阻尼系數(shù) 。 yC ／ fC ， eqC 則分別稱為復(fù)原行程和壓縮行程的雙向阻尼比和等效平均線性阻尼系數(shù)。 分析公式 (4)和 (6)中油氣懸架復(fù)原行程和壓縮行程的阻尼力，可以看到，油氣懸架的 阻尼力除了與懸架運(yùn)動(dòng)速度的平方相關(guān)外，還同懸架缸的三類結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，一是懸架缸 II腔截面積。二是節(jié)流孔面積，三是單向閥的有效過流面積。 油氣懸架的阻尼力與懸架缸 II 腔截面積 2A 的三次方成正比，說明其面積值對(duì)懸架阻尼力的影響大。 I 腔截面積 2A ，是由懸架缸直徑和活塞軒直徑確定的，這二個(gè)參數(shù)同時(shí)又是決定油氣懸架缸結(jié)構(gòu)的二個(gè)基本參數(shù)，其值不僅要考慮對(duì)阻尼力的 影響，而且還要綜合其它因素統(tǒng)籌考慮。這里強(qiáng)調(diào)的是，綜合考慮這些因素 時(shí)，需要特別注 意由懸架缸直徑和活塞桿直徑?jīng)Q定的 I 腔截面積 2A 對(duì)油氣懸架阻尼的影響。 懸架缸直徑和活塞桿直徑這二個(gè)基本參數(shù)確定以后，節(jié)流孔面積和單向閥的有效過流面積則是油氣懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中需要著重研究和考慮的二個(gè)重要參數(shù)。顯然，這二個(gè)參數(shù)和它們之問的相互關(guān)系決定了懸架的阻尼特性。油氣懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)阻尼的影響可用 下 表表示。 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)懸架阻尼的影響 結(jié)構(gòu)參數(shù) 參數(shù)變化 復(fù)原行程阻尼力 壓縮行程阻尼力 Ⅱ腔截面積 增大 增大 增大 阻尼孔面積 增大 減小 減小 單向閥有效過流面積 增大 不變 減小 運(yùn)用 MATLAB 對(duì)減振器阻尼特性進(jìn)行仿真， 求的阻尼力隨時(shí)間的變化曲線， m 文件：t=0::10 % 仿真信號(hào) v,x % v 為仿真時(shí)輸入的速度信號(hào)，頻率為 f，振幅為 2π fA % x 為仿真時(shí)輸入的位移信號(hào) A=3 f= v=2*pi*f*A*sin(2*pi*f*t) x=A*(1cos(2*pi*f*t)) %以下為參數(shù)取值 % rho 為油液密度 % Cd 為流量系數(shù) % A01 為阻尼孔面積 % A02 為單向閥面積 % A2 為有桿腔 截面積 rho= Cd= A01= A02= A2= Q=A2.*v Az=A01+A02.*(.*sign(v)) DP=rho/2.*Q./(Cd.*Az) Fr=DP.*A2 plot(t,Fr) Frt 曲線： 阻尼力 Fr 隨位移 x 的變化關(guān)系為減振器的阻尼特性，運(yùn)用 MATLAB 進(jìn)行仿真， m 文件： t=0::10 % 仿真信號(hào) v,x % v 為仿真時(shí)輸入的速度信號(hào)，頻率為 f，振幅為 2π fA % x 為仿真時(shí)輸入的位移信號(hào) A=3 f= v=2*pi*f*A*sin(2*pi*f*t) x=A*(1cos(2*pi*f*t)) %以下為參數(shù)取值 % rho 為油液密度 % Cd 為流量系數(shù) % A01 為阻尼孔面積 % A02 為單向閥面積 % A2 為有桿腔截面積 rho= Cd= A01= A02= A2= Q=A2.*v Az=A01+A02.*(.*sign(v)) DP=rho/2.*Q./(Cd.*Az) Fr=DP.*A2 plot(x,Fr) Frx 曲線： 的 靜 剛度 特性 根據(jù)油氣懸架物理模型，活塞在任一位置時(shí)的力平衡方程為： 1122 APAPF ???? （ 10） 蓄能器中氣體的狀態(tài)方程為： rssr VPVP ??? rrVVsPsP ?? = rrVs VsPs )xΔA( ?? ? 令活塞從靜平衡位置向上移動(dòng)距離 x，蓄能器內(nèi)氣體體積為： V= Vs+ xΔA ? 活塞質(zhì)量很小，可忽略不記，則 I 腔內(nèi)壓力 1P 與蓄能器內(nèi)氣體壓力 P 相等，即 1P = r rVVsPsP ?? = rrVs VsPs )xΔA( ?? ? （ 11） 從靜平衡位置緩慢地移動(dòng)活塞，可以看做是等溫過程 ，則 r=1 2P = 1P = rrVs VsPs )xΔA( ?? ? （ 12） 設(shè)懸架支承的懸掛質(zhì)量為 M，靜平衡狀態(tài)蓄能器內(nèi)的氣體壓力為： ΔAMgPs ? （ 13） ΔA = 1A 2A g 重力加速度 將（ 11）、（ 12）、（ 13）帶入（ 10）得： ΔA??PF =rrVs VsPs )xΔA( ?? ? ΔA= xΔA?? ?Vs VsPs ΔA = ? （ 14） 對(duì)公式（ 14）求導(dǎo)，則可得油氣懸架剛度 K 值： 2s2s2x)ΔA(V ΔAx)ΔA(V ΔA ?? ?????? ????? sss VMgVPdxdFK=2)( x?N/m 用 MATLAB 畫 Kx 圖像： 第四 章 減振器的 速度 特性與 位移特 性 油氣懸架是以油液傳遞壓力，用惰性氣體 (通常為氮?dú)猓浠瘜W(xué)符號(hào)為 2N )作為彈性介質(zhì)的一種新型懸架系統(tǒng)。它由蓄能器 (蓄能器內(nèi)氣體相當(dāng)了彈簧 )和懸架缸 (相當(dāng)于液壓減振器 )等組成，將傳統(tǒng)懸架的彈簧元件和減振器功能集于一體。由于懸架缸同空氣彈簧、鋼質(zhì)螺旋彈簧一樣，只能承受軸向載荷，所以油氣懸架中必須設(shè)置縱向和橫向拉桿或者斜向推拉桿系組成導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來傳遞牽引力和制動(dòng)力等。油氣懸架的功能同傳統(tǒng)的被 動(dòng)懸架 (由彈簧和減振器組成 )所起