【正文】 柱受壓時, 彈簧1 被壓縮, 提供緩沖阻力, B 腔容積減小, 腔內(nèi)空氣受到壓縮,腔內(nèi)液壓油通過導(dǎo)流孔進(jìn)入活塞桿內(nèi)腔。該結(jié)構(gòu)為內(nèi)置彈簧式,在滑柱內(nèi)腔裝有一活塞桿,滑柱內(nèi)腔被活塞隔開的左右兩部分通過活塞桿的內(nèi)孔和導(dǎo)流孔連通。因此，使用ABAQUS進(jìn)行分析，也就有了一定的現(xiàn)實意義。并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復(fù)合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料。ABAQUS軟件是一套功能強(qiáng)大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。建立基于摩托車減震器結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確的數(shù)學(xué)模型，并通過計算機(jī)模擬分析各因素對減震器性能的影響程度，這對于改進(jìn)減震器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高減震器的質(zhì)量，縮短減震器設(shè)計開發(fā)周期以及節(jié)約開發(fā)成本是很有意義的。 示功特性的研究 示功特性是指減震器阻尼力—位移（FS）之間的關(guān)系，它表示減震在壓縮和復(fù)原兩個行程中阻尼變化的特性. 阻尼特性的研究阻尼特性是指減震器的阻力與缸筒相對活塞桿的運動速度（F V）之間的關(guān)系特性，它反映了減震器阻尼力隨著振動速度變化的規(guī)律。Karadayi的建模方法為建立減震器少參數(shù)模型探索了一條有效的途徑，但作為試探性的工作，其模型仿真結(jié)果僅在減震器的低頻運動工況下能夠與實驗結(jié)果較好的吻合。為了建立一種既能表達(dá)減震器遲滯特性又較為簡明的模型，他們采用了將減震器等效化為由彈性元件、阻尼元件、間隙及摩擦元件等組合而成的力學(xué)模型。Lang的模型及其開展的模擬分析工作代表了70年代減震器建模和仿真分析技術(shù)的水平，但該模型的進(jìn)一步完善還需要解決兩方面的問題:節(jié)流閥附件流場的精確分布以及在工作腔室之間的氣體流動模型。 70年代后期，Lang建立了某雙筒式懸架減震器的模型，該模型共包含83個參數(shù)，用于研究減震器高頻特性畸變問題。因此，利用計算機(jī)對減震器動態(tài)特性進(jìn)行模擬分析對于減震器的設(shè)計開發(fā)以及車輛系統(tǒng)動力學(xué)和振動仿真分析具有非常重要的意義。其基本過程是:基于減震器的結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，并經(jīng)計算機(jī)模擬分析得到其動態(tài)特性，將此特性用于車輛系統(tǒng)動力學(xué)和振動仿真分析計算，并采用相關(guān)指標(biāo)評價摩托車操縱穩(wěn)定性和乘騎舒適性、平順性等性能，在此基礎(chǔ)上對減震器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，建立基于減震器結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，采用計算機(jī)模擬的方法，可以精確地計算和模擬出各結(jié)構(gòu)參數(shù)對減震器外特性的影響。傳統(tǒng)的摩托車減震器設(shè)計方法主要是憑借設(shè)計人員的經(jīng)驗確定設(shè)計參數(shù)，然后通過反復(fù)的試驗進(jìn)行參數(shù)修正。近年來，隨著摩托車品種的不斷更新，人們對車輛的行駛平順性和乘騎舒適性也提出了更高的要求。前減震器是連接前輪與車身之間的一切裝置的總稱，按其結(jié)構(gòu)特性，可分為套筒式前叉減震器和下拉桿式減震器兩大類，目前，摩托車前減震器的形式以套筒式為主。摩托車減震器是保證摩托車行駛平順性、安全性，減小車輛部件疲勞損壞的重要部件。 經(jīng)過50多年的發(fā)展，摩托車已成為我國使用最普遍的交通工具之一。近年來，我國摩托車憑借低價優(yōu)勢，迅速進(jìn)軍國際市場，已經(jīng)覆蓋了全球150多個國家和地區(qū)目前我國摩托車行業(yè)產(chǎn)值己占到我國GDP的1%。我國在加入WTO后，WTO正式成員的各種有利條件更有助于我國摩托車企業(yè)走向海外。隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)迅猛的發(fā)展，中國已經(jīng)成長為全球最大的摩托車市場。19911995年，摩托車產(chǎn)量年增長速度超過50%，1997摩托車總產(chǎn)量達(dá)到1003萬輛，全球2000多萬輛摩托車市場中國占了將近一半，中國已成為世界摩托車行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。中國摩托車工業(yè)已初步形成了生產(chǎn)規(guī)模，摩托車行業(yè)作為汽車工業(yè)的一部分已不再無足輕重，并充分顯示出其強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。(二)蓬勃發(fā)展時期。我國摩托車行業(yè)自新中國成立以來，其發(fā)展歷程大體可分為三個時期：(一)起步發(fā)展時期。進(jìn)入21世紀(jì)后，世界摩托車行業(yè)進(jìn)入了后增長時期，在今后幾年摩托車行業(yè)將進(jìn)入結(jié)構(gòu)調(diào)整期，但是發(fā)展前景依然樂觀。90年代以來，部分發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了摩托車生產(chǎn)和需求的持續(xù)增長，全世界摩托車的年產(chǎn)量由1990年的1145萬輛增加到1997年的2335萬輛，%。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 第一章 緒論摩托車作為一種代步工具，目前全世界已有70多個國家和地區(qū)生產(chǎn)摩托車，90%以上的產(chǎn)量分布在亞洲和歐洲10多個國家和地區(qū)， 主要有中國、 中國臺灣省、印度、日本、印尼、泰國、意大利、法國、西班牙、馬來西亞、韓國等。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。摩托車減震器畢業(yè)設(shè)計目 錄第一章 緒論 1 1 2 3 3 3第二章 摩托車減震器示功特性分析 4 4 4 5 5 5 6 6 7第三章 摩托車減震器阻尼特性分析 9 9 9 9 10 11 ABAQUS有限元進(jìn)行模態(tài)分析 12 13 14 15 16 18 20 22第四章 總結(jié)與展望 37致 謝 38參 考 文 獻(xiàn) 39附錄A 外文翻譯原文部分 40附錄B 外文翻譯譯文部分 44畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。年產(chǎn)量達(dá)百萬輛以上的國家和地區(qū)有中國、中國臺灣省、印度、日本、印尼、泰國、意大利等。世界摩托車行業(yè)在上世紀(jì)90年代經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，整個摩托車行業(yè)獲得了新生。根據(jù)美國一家工業(yè)研究所Freedonia集團(tuán)公司的最新研究，%的速度增長，到2009年將達(dá)到5000萬輛，總價值840億美元。從新中國建立到70年代末這一時期，我國摩托車工業(yè)從無到有，生產(chǎn)發(fā)展緩慢，廠家少，產(chǎn)量小，品種少，水平低，沒有規(guī)模生產(chǎn)能力。增長近26倍，到1991年全國摩托車工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)70多億元。(三)高速發(fā)展時期。從1993年到1999年我國摩托車產(chǎn)量連續(xù)七年占世界之首，成為世界矚目的摩托車產(chǎn)量第一大國。同時，摩托車行業(yè)也是我國目前國際化特征最為明顯的行業(yè)之一。2002年我國摩托車出口量達(dá)到了344萬輛，僅次于日本，位居世界第二。因此，近年來，摩托車行業(yè)已經(jīng)日益受到政府的重視，國家產(chǎn)業(yè)政策也把摩托車與汽車一同列為國家支柱產(chǎn)業(yè)給予重點關(guān)注和支持。但摩托車在行駛過程中，由于路面不平等因素，容易激起車身的振動，影響乘騎人員的乘坐舒適性和車輛的行駛穩(wěn)定性。摩托車減震器按其安裝位置的不同可分為前減震器和后減震器兩大類。后減震器則按阻尼器的構(gòu)造形式可分為單筒減震器和雙筒減震器等，由于雙筒減震器可使減震液在任何時候都能充滿工作缸，保證了阻尼器的正常工作，因此目前摩托車上所用的后減震器主要是雙筒減震器。發(fā)動機(jī)排量及摩托車自身質(zhì)量的加大，也對摩托車減震器的設(shè)計要求越來越高。通常采用將結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的減震器裝備于欲匹配的摩托車，由試車員進(jìn)行實車試驗評價，這種方式往往需對減震器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整和多次的開發(fā)、試驗，不但設(shè)計周期長、資金消耗大，而且較難獲得最優(yōu)的減震器特性。這種方式減少了減震器樣機(jī)試制及實車試驗的費用并縮短了開發(fā)周期，目前已成為減震器設(shè)計開發(fā)的主要方式。該過程的核心問題是在設(shè)計階段準(zhǔn)確預(yù)測減震器的特性，關(guān)鍵是建立基于減震器實際結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)參數(shù)的分析模型，并進(jìn)行減震器內(nèi)部工作特性的數(shù)值模擬和優(yōu)化設(shè)計。 從20世紀(jì)70年代開始，國外學(xué)者就已經(jīng)開展了對減震器工作特性的模擬析和研究。他采用簡化的汽化和液化模型描述工作腔室內(nèi)混入氣體發(fā)生的物理變化，采用模擬電路實現(xiàn)減震器特性的仿真。 80年代末期，Karadayi和Masada認(rèn)為Lang的模型雖然能較好地表達(dá)減震器的非線性特性，但過于復(fù)雜，不宜用于車輛系統(tǒng)動力學(xué)和振動仿真分析。模型中不考慮減震器的實際結(jié)構(gòu)和內(nèi)部工作過程，元件的力學(xué)特性既可以是線性的也可以是非線性的，其組合系統(tǒng)能夠表達(dá)出減震器的非線性動態(tài)特性。 90年代初期，劍橋大學(xué)的Besinger和Cole等人將這種建模方法應(yīng)用于重型車輛懸架減震器的建模，并采用了非線性的彈性和阻尼元件，建立了7參數(shù)模型，該模型雖然含有較少的參數(shù)，但是能比較準(zhǔn)確地描述減震器的性能，其模型仿真結(jié)果在活塞運動頻率小于lHz、速度小于1 m/s的范圍內(nèi)與實驗測試結(jié)果吻合較好。 重點內(nèi)容為：學(xué)習(xí)ABAQUS有限元分析軟件，用ABAQUS建立實體模型，進(jìn)行模態(tài)分析，得出它的特性曲線，建立后筒式減震器數(shù)學(xué)模型等。同時，由于汽車減震器與摩托車減震器結(jié)構(gòu)相似，因此，建立摩托車減震器阻尼特性的數(shù)學(xué)模型，研究摩托車減震器的動力特性，不僅對摩托車減震器行業(yè)，而且對汽車減震器行業(yè)都很有意義，.建立的模型和仿真結(jié)果對汽車、摩托車懸架的設(shè)計都具有指導(dǎo)意義。ABAQUS包括一個豐富的可模擬任意幾何形狀的單元庫。作為通用的模擬工具，ABAQUS除了能解決大量結(jié)構(gòu)（應(yīng)力/位移）問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴(kuò)散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析及壓電介質(zhì)分析。第二章 摩托車減震器示功特性分析圖21為125 型摩托車前輪液壓減震器結(jié)構(gòu)原理圖?；钊麠U通過螺釘與外筒固連,桿上開有兩個阻尼小孔。同時A 腔容積增大,形成局部真空,通過兩阻尼孔吸油,產(chǎn)生壓縮阻力。阻尼力將振動能量轉(zhuǎn)化為熱能, 減小車輪振動傳給車身的振幅和能量,提高行駛的平穩(wěn)性和舒適性。機(jī)械部分由調(diào)速電機(jī)驅(qū)動,通過皮帶降速將運動傳給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生往復(fù)直線運動。試驗臺采用框架結(jié)構(gòu),力傳感器裝在上部,試驗時與減震器的活塞桿相連,用來檢測阻力的大小。單片機(jī)測試儀接受計算機(jī)的指令對力傳感器和編碼器的輸出進(jìn)行采樣,將力和速度值在數(shù)碼管上顯示,并通過RS232 串口將采集的數(shù)據(jù)送給計算機(jī),由計算機(jī)經(jīng)過計算和處理在屏幕上繪出示功圖和速度特性圖,并通過打印機(jī)打印出檢測報告。MJ 的動力學(xué)模型可簡化為一個單自由度的二階受迫振動,即: （21） 圖23 路況簡化圖其中m為質(zhì)量，單位kg, c為阻尼系數(shù)，k為彈性系數(shù)。規(guī)定測試時不裝緩沖彈簧，即上式中的k=0，得： （22）上式中的m 為隨減震器一起移動的質(zhì)量,在示功圖測試中,由于傳感器固定在橫梁上,滑塊和減震器外筒運動所產(chǎn)生的慣性力未作用在測試的力傳感器上。因此可忽略慣性力的影響,這時有: （23）即示功圖的測試模型簡化成了純阻尼模型, 如圖3c) 所示。由(24)式描述的線性阻尼模型的示功圖如圖24 所示。示功圖曲線所包容的面積即為阻尼吸收的能量。從示功圖中,不僅可以反映減震器壓縮阻力、復(fù)原阻力的大小和Pf / Py的比值,更重要的是通過示功圖曲線的形狀,描繪出了減震器的整體工作性能。Pf=5Py=5 S=5 圖24線性阻尼模型的示功圖圖25幾種有問題的示功圖根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ,具體復(fù)原阻力和壓縮阻力應(yīng)符合圖樣要求值, 偏差為177。30 %(前減震器) 。實際MJ 阻尼表現(xiàn)為非線性特性,其與減震器的速度、加速度,以及溫度、油液粘度及油液在減震器內(nèi)的流動特性有關(guān),加之慣性、摩擦力等因素的影響產(chǎn)生遲滯誤差。又由于減震器的內(nèi)腔容積是變化的,油氣共存。因此實際模型還應(yīng)包括空氣阻力和摩擦力的影響。圖25(a)表示復(fù)原阻尼力過小，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是復(fù)原節(jié)流孔過大；阻尼器內(nèi)泄漏嚴(yán)重；流通閥關(guān)閉不嚴(yán)；復(fù)原閥開啟過早或關(guān)閉不嚴(yán)；試驗速度偏低以及油液偏稀所致。圖25(c)是無液壓阻尼，僅有機(jī)械摩擦，這類缺陷通常出現(xiàn)在前阻尼器上，其阻力實際上是油封和內(nèi)外套筒間的摩擦而非液壓阻尼。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是阻尼器內(nèi)油液過少；阻尼孔過大；油封過緊；或套筒配合、導(dǎo)向不良。出現(xiàn)這類現(xiàn)象的直接原因是受壓腔未被油液充滿，需待該腔中的空氣被排除后，液壓阻力才能建立起來，這類缺陷可能因底閥座、補(bǔ)償閥、壓縮閥過大的泄漏引起(如閥片翹曲、閥座不平、密封面間墊入細(xì)屑等)；也可能因活塞上流通閥片關(guān)閉不暢引起。產(chǎn)生這類缺陷的原因可能是壓縮初期補(bǔ)償閥關(guān)閉不嚴(yán)；也可能是復(fù)原行程時補(bǔ)償閥開啟不良所致。圖25(f)壓縮終端處的阻力陡增，對前阻尼器來說，這是正?，F(xiàn)象。綜上所述,過大的摩擦力與加工精度和裝配質(zhì)量有很大關(guān)系, 也是造成日后MJ 漏油的主要原因之一,因此希望在今后的MJ 測試標(biāo)準(zhǔn)修訂中增加摩擦力的測試。因此，通過試驗對減震器進(jìn)行示功測試的意義也就在此。正是由于影響因素繁多，所以在建立減震器阻尼特性的數(shù)學(xué)模型時，為了研究的方便，需要根據(jù)實際情況，作一些假設(shè):，隨著節(jié)流閥片兩端壓力差的變化，節(jié)流閥片將不斷的開啟或關(guān)閉。，活塞相對于阻尼筒不斷作往復(fù)運動，在不同時刻，活塞與阻尼缸筒間的相對位移不同，相對速度也不同。，活塞的運動使得減震液從一個腔通