【正文】 8. 9. 0 將施加在活塞桿頂端的載荷由原來(lái)的1000N改變?yōu)?00N，這時(shí)，Wire1Set1的CU1，Wire2Set1的CU1和CU3還有Wire3Set1的CU1和CU3如下圖335，圖336，圖337，圖338和圖339。同樣的方法也可以查詢出Wire2Set1和Wire3Set1的CU1和CU3，如圖331，332，333和334。我們從圖329也可以看出，上面的十個(gè)云圖變化是從第7個(gè)Increment至16個(gè)Increment的變化，而1至6和17到20時(shí)，基本上沒(méi)有云圖顯現(xiàn)，即減震器受壓不會(huì)在其實(shí)體上表現(xiàn)出來(lái)。綜上所述，減震器的云圖反映了它受到的載荷變化，也反映了最易受損的部位及載荷對(duì)它的影響。圖324 變化云圖六圖325 變化云圖七當(dāng)?shù)竭_(dá)圖七變化時(shí)，云圖無(wú)論是在變化范圍還是在顏色深度方面都已經(jīng)有了非常明顯的變化，而且達(dá)到了最大化，這時(shí)，應(yīng)力應(yīng)該達(dá)到了最大值，這時(shí)也是減震器最容易受損的時(shí)候，只要減小所受壓力，應(yīng)力會(huì)減小，云圖變化也應(yīng)該會(huì)變小。 圖320 變化云圖二 圖321 變化云圖三從圖320和圖321可以看出，云圖的變化已經(jīng)有了一定的擴(kuò)大，由原來(lái)的一小段擴(kuò)大為圖320的兩小段，到了圖三變化的時(shí)候，已經(jīng)有了三個(gè)部位的變化范圍，但是同樣的情況，云圖的顏色依然不是深色，說(shuō)明受力任然不大，但是卻在增加。執(zhí)行ResultFiled Output命令，彈出Filed Output 對(duì)話框，單擊Step/Frame 按鈕，可以選擇顯示模態(tài)。 圖318工作設(shè)定模塊 進(jìn)入后處理模塊。 圖317網(wǎng)格劃分驗(yàn)證表在環(huán)境欄模塊選項(xiàng)中進(jìn)入Job模塊，定義作業(yè)并提交。如圖316所示： 圖316網(wǎng)格劃分視圖單擊工具箱中的驗(yàn)證網(wǎng)格劃分按鈕，框選整個(gè)模型，單擊Done按鈕，彈出Verify Mesh 對(duì)話框，單擊對(duì)話框中的Highlight按鈕，在圖形窗口中可以高亮度顯示符合條件的單元。單擊工具箱中的，選擇隱式線性3D應(yīng)力四面體單元C3D8，完成單元類型的選擇。單擊OK，可見(jiàn)窗口中的模型變?yōu)榉凵?，說(shuō)明能使用四面體對(duì)模型進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分。執(zhí)行MeshControls命令，彈出Mesh Controls 對(duì)話框，選擇Element Shape欄中選擇單元形狀為Tet（四面體）。此外，再對(duì)活塞施加一Z向的1000N的外力施加。同樣的方法，分別對(duì)RP10,RP8,RP9,RP11的邊界條件施加。 圖311偶和約束視圖再次進(jìn)入Step模塊，在Creat History對(duì)話框中輸入Name為HOutputWire1,單擊繼續(xù)按鈕，在Domain選擇Set：Wire1Set1,因?yàn)樗患s束U1方向，所以輸出變量選擇Connector下面的CRF和CU，如圖312所示，同理，在Creat History對(duì)話框中輸入Name為HOutputWire2和 HOutputWire3，因?yàn)樗鼈兗s束為U1和U3，所以輸出變量選擇Connector下面的CRF和CU和CTF。 圖310 第二個(gè)連接和第三個(gè)連接視圖單擊Create Constraint,選擇類型Type為Coupling,單擊繼續(xù)按鈕，選擇參考點(diǎn)RP1，選擇對(duì)應(yīng)的表面，單擊提示區(qū)的Done按鈕，彈出的復(fù)選框中U1UR3全部選中，單擊完成，這樣就完成了偶和約束。在Elasticity的F1中的Data欄中輸入D11：1e7，在Damping的F1中的Data欄中輸入C11：1000，在Elasticity的F3中的Data欄中輸入D11：1e5，在Damping的F3中的Data欄中輸入C11：100這樣就定義了連接截面的屬性。 圖38參數(shù)定義表 創(chuàng)建的Wire1Set1即第一個(gè)連接如圖39所示，為一條只約束U1方向的連接線。在Elasticity的F1中的Data欄中輸入D11：1e7，在Damping的F1中的Data欄中輸入C11：1000，如圖38，這樣就定義了連接截面的屬性。 圖35屬性定義表進(jìn)入Step模塊，在彈出的General對(duì)話框中選擇Dynamic,Explicit,單擊Continue按鈕，在彈出的對(duì)話框中輸入Time period：：,其他接受默認(rèn)設(shè)置如圖36，然后進(jìn)入Interaction模塊，接受對(duì)話框中默認(rèn)的Contact,單擊Continue,在Friction formulation中選擇Penalty,在Friction ，單擊OK如圖37，這樣就完成了接觸屬性的定義。圖33虛線形式的整體模型 圖34實(shí)體形式的整體模型將材料名定義為STEEL，密度輸入7800，這樣就完成了材料的機(jī)械屬性定義，如圖35。 以后筒式液壓阻尼減震器如圖31為建模的原始模型。有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的科技人員，可以憑借他們的經(jīng)驗(yàn)建立出較為合理的計(jì)算模型。建立正確合理的有限元模型是進(jìn)行有限元分析的關(guān)鍵，但如何對(duì)復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維實(shí)體建模并進(jìn)行簡(jiǎn)化，繼而建立計(jì)算力學(xué)模型，目前沒(méi)有普遍適用的規(guī)律及有效的方法。（4）求解。二、外部載荷：因?yàn)檎駝?dòng)被假定為自由振動(dòng)，所以忽略外部載荷。（3）施加邊界條件、載荷并求解。一、定義一個(gè)線性攝動(dòng)步的頻率提取分析步、二、模態(tài)提取選項(xiàng)。二、只能使用線性單元和線性材料，非線性性質(zhì)將被忽略。 （a） (b) 圖32 后筒式液壓減震器簡(jiǎn)化模型 ABAQUES有限元進(jìn)行模態(tài)分析以壓縮模型為例，我們用ABAQUES進(jìn)行有限元模態(tài)分析，模態(tài)分析主要有以下四個(gè)步驟： （1）建模。圖中復(fù)原腔長(zhǎng)度為40mm，壓縮腔長(zhǎng)度為98mm，其余參數(shù)與壓縮模型相同。復(fù)原過(guò)程中，油液通過(guò)阻尼孔從復(fù)原腔向壓縮腔流動(dòng)?；钊麠U直徑為10mm，阻尼孔長(zhǎng)度2mm，2個(gè)阻尼孔對(duì)稱分布在活塞上，并且阻尼孔中心距阻尼筒軸線分別為8mm。模型參數(shù)參照某筒式減震器的原始參數(shù)而定，圖中阻尼筒直徑為20mm。壓縮過(guò)程中，油液通過(guò)阻尼孔從壓縮腔向復(fù)原腔流動(dòng)。根據(jù)壓縮閥的具體結(jié)構(gòu)以及經(jīng)壓縮閥流入貯油筒的流量，可得到壓縮閥兩端的壓差與流量的關(guān)系式為: (338)則流過(guò)壓縮閥的阻尼力為: (339)受活塞桿體積的影響，減震器在壓縮過(guò)程和復(fù)原過(guò)程中，復(fù)原腔內(nèi)流場(chǎng)分布和壓縮腔內(nèi)流場(chǎng)分布是不同的。綜合式(3一31)、(3一33)和式(3一36)，復(fù)原阻尼力可表示為:+ =++ (337)在壓縮行程中，減震器活塞相對(duì)于阻尼缸筒向下運(yùn)動(dòng)，B腔中的減震液一部分通過(guò)流通閥，另一部分是通過(guò)阻尼孔流入A腔，各腔中油液流量之間的關(guān)系和復(fù)原行程相同，但方向相反(同式329)。 h為復(fù)原閥片的開度，m。1為復(fù)原閥片外圓半徑，m。綜合式(3一31)和(3一33)，復(fù)原阻尼力可表示為:+ （334）(2)高速工況(v)隨著復(fù)原行程中活塞運(yùn)動(dòng)速度的增大，當(dāng)A、B腔間的油液壓力差大于彈簧預(yù)緊力時(shí)，復(fù)原閥開啟，A腔一部分油液通過(guò)復(fù)原閥流入B腔，緩解了A、B腔間的壓力差，限制了復(fù)原阻尼力的快速增長(zhǎng)。減震液通過(guò)阻尼孔屬于薄壁小孔節(jié)流，根據(jù)式(329)可得小孔兩端的壓差與通過(guò)小孔的流量之間的關(guān)系式為: （330）因此小孔節(jié)流產(chǎn)生的局部阻尼力為: （331）式中: 為活塞的截面積。為排入B腔的總油量，ms3/s。根據(jù)并聯(lián)流通路徑中總流量等于分流量之和原理，得到以下關(guān)系式: （329a） （329b） （329c）式中: 為A腔排入B腔的油量，ms3/s。由于摩托車筒式液壓阻尼減震器復(fù)原和壓縮行程是分別通過(guò)不同的節(jié)流閥產(chǎn)生阻尼力來(lái)衰減振動(dòng)的，因此在建立圖31所示后筒式液壓減震器的數(shù)學(xué)模型時(shí)，應(yīng)分別討論。B腔不足部分油液由貯油筒的油液通過(guò)補(bǔ)償閥流入補(bǔ)充。當(dāng)振動(dòng)速度進(jìn)一步增加時(shí)，壓縮阻力以及工作缸油壓大幅增長(zhǎng)，流通閥開啟，油液經(jīng)此閥限壓卸荷，限制了壓縮阻力以及工作缸油壓的大幅度增長(zhǎng)。圖31 125型摩托車后筒式液壓減震器結(jié)構(gòu)原理圖圖31所示后筒式液壓減震器的工作過(guò)程可以簡(jiǎn)述如下:壓縮行程當(dāng)車輪受到激振力的作用向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)貯液筒組件向上運(yùn)動(dòng)，活塞桿深入油缸，活塞靠近底閥，A腔體積增大，形成真空度，B腔體積減小，油壓增大。本文中，將減震器的運(yùn)動(dòng)位置固定后，是定容積的運(yùn)動(dòng)。本文中，為了方便建立幾何模型，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)定律，我們假設(shè)只有減震器活塞運(yùn)動(dòng)，減震液以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律流過(guò)阻尼孔。在本文中，我們以減震器運(yùn)動(dòng)到某個(gè)位置時(shí)，該時(shí)刻筒內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作為研究對(duì)象。本文中，我們假設(shè)節(jié)流閥開啟到一定程度，并把它等效為小孔節(jié)流。第三章 摩托車減震器阻尼特性分析影響摩托車減震器性能的因素很多，減震器零部件的相對(duì)位移、運(yùn)動(dòng)速度、加速度以及減震器工作時(shí)的環(huán)境溫度，磨損情況、油液泄漏、油液粘度以及油液在減震器內(nèi)的流動(dòng)特性等都將對(duì)減震器的性能產(chǎn)生不同程度的影響。總之，示功圖是阻尼器質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)，又是阻尼器缺陷分析的第一手材料。此時(shí)阻尼器運(yùn)行于壓縮終端的液壓限位區(qū)，理應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)勁的液壓緩沖阻力，防止阻尼器剛性碰撞，但對(duì)后阻尼器來(lái)說(shuō)，這就是非正?，F(xiàn)象了，產(chǎn)生這類缺陷的原因是阻尼器內(nèi)油液過(guò)多所致，特別當(dāng)阻尼器溫度升高，油液膨脹后，此類現(xiàn)象更常遇到。當(dāng)阻尼器內(nèi)油液不足時(shí)也常導(dǎo)致這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。圖25(e)是壓縮行程有空程，特點(diǎn)是壓縮行程初期無(wú)壓縮阻力，運(yùn)行一定距離后，壓縮阻力才能建立。圖25(d)復(fù)原行程有空程，這類示功圖表現(xiàn)為復(fù)原行程初期無(wú)阻力，運(yùn)行一定距離后阻力才建立。摩擦阻力一般要小于技術(shù)要求值，但若達(dá)到與技術(shù)要求接近，則說(shuō)明該阻尼器摩擦阻力過(guò)大，不能適應(yīng)摩托車的需要。圖25（b）表示壓縮阻力過(guò)小，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是壓縮節(jié)流孔偏大；阻尼器內(nèi)泄漏嚴(yán)重；補(bǔ)償閥關(guān)閉不嚴(yán)；壓縮閥開啟過(guò)早或關(guān)閉不嚴(yán)；底閥脫落等原因所致。即: （26）式中, 為空氣彈簧剛度, 為摩擦力,視其為常量(實(shí)際上它是隨速度變化的)?；c外筒的滑配以及油封的作用基本上對(duì)內(nèi)腔的空氣起封閉作用,形成一定的空氣阻力。由于各相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間存在摩擦力。速度特性圖反映了減震器的阻尼力與速度之間的變化關(guān)系,線性阻尼與速度之間呈線性關(guān)系,以及實(shí)際阻尼系數(shù)的非線性,造成正反向速度的阻力變化曲線不重合和非線性。25 %(后減震器) 和177。曲線應(yīng)該飽滿,沒(méi)有畸變和突變 。減震器受簡(jiǎn)諧激振時(shí), 示功圖是相對(duì)Y 軸的對(duì)稱圖形。MJ 中國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所列出的示范圖形與此相同。由于復(fù)原行程與壓縮行程有不同的阻尼系數(shù)，因此有： （24） 示功圖測(cè)試臺(tái)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)提供近似的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為: （25） 式中, r 為曲柄半徑，為連桿長(zhǎng)度,ω為曲柄旋轉(zhuǎn)的角速度。傳感器測(cè)得的僅僅是部分油液運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力。由于示功圖測(cè)試主要是測(cè)試減震器液壓阻尼所吸收的能量,可對(duì)（21）式作進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。 圖22 計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng) 把道路不平假定為按正弦曲線的變化形式,并且只考慮垂直方向的運(yùn)動(dòng),這樣就可以簡(jiǎn)化模型,MJ試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)提供簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)際路況。飛輪一端與編碼器相連,檢測(cè)速度和位移。由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)存在曲柄旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心慣性力和滑塊周期性的往復(fù)慣性力,因此,一方面在曲柄輪上加平衡配重,另一方面用大皮帶輪兼作飛輪,儲(chǔ)存能量,增加整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件的慣性矩,減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和慣性力的影響。 圖 21 125型摩托車前輪液壓減震器結(jié)構(gòu)原理圖圖22 是減震器示功圖計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的組成框圖。復(fù)原時(shí),在彈簧1 的回復(fù)力作用下, A 腔容積減小,腔內(nèi)油壓增加,只能通過(guò)阻尼孔和配合縫隙排出腔外,形成復(fù)原阻力?；?