振动力学课程论文

如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX振动力学课程论文姓名:范超学号:20120334317班级:机电123如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX摘要;震动器实际是一个阻尼元件，运用到震动的原理设计的基本知识，涉及到各个方面的知识，形成了一系列的震动概念，对于震动的研究涉及到内部的结构和外部的外观等，根据社会的发展，研究振动器是必不可少的； 关键词：减振器；结构特点；阀片；振动力学 1．引言 随着改革开放不断深入和发展，国民经济增长率的不断提高，使商品、贸易和交通等得到迅速发展，因此，一方面，推动了汽车行业快速发展；另一方面，由于人们生活水平的提高，对汽车的需求在不断增加，对车的质量要求越来越高，不仅要求车的主机性能良好，而且对其辅助系统要求更高。而减振器就是汽车辅助系统的一个关键部件，它在汽车行驶过程中不但起到了减振、防噪的作用，而且还增加了汽车在行驶过程中的稳定性。 2.减振器的结构概述 减振器广泛用于建筑、各种风机管道、动力设备、精密仪器、发电机组设备和汽车等方面，主要用于减振、防噪、增加动力设备稳定性和可靠性。其中用于建 筑、各种风机管道、动力设备、精密仪器和发电机组设备的减振器是根据其主机的性能而配备的。其结构合理、简单且安装方便。一般由橡胶垫或橡胶衬套、金属弹簧和钢件构成。其消能主要由橡胶、金属弹簧共同完成，用液压较少；而作为汽车的辅助部件——减振器，是靠液压和弹簧共同消能的，其结构合理、复杂，但安装方便。一般由吊环、弹簧、连杆、防尘罩、油筒、缸筒、活塞和阀片等主要元件组成。在减振、防噪和增加汽车稳定性等方面比上述减振器效果好。 3.减振器的发展方向 减振器不外乎上述两类：其中有靠弹簧和橡胶共同消能的简易减振器，其结构如上所述，其减振、防噪、增加主件的稳定性和可靠性没有液压减振器效果好且 橡胶易于老化，而且橡胶软硬配备不一定合适。由于有的主件振动瞬间完成、有的主件振动时间较长且受压情况不一样，使用橡胶软硬程度需要长时间经验总 结；而由液压、弹簧共同消能的液压减振器，这是未来减振器发展趋势。主要从液压方面来考虑减振器设计和应用同时保证竖直方向的刚度，而液压知识尽管还 有许多未知领域，但其大部分理论是成熟的，而且可以通过较精确的计算达到我们设计和使用的目的。4.汽车减震器分析为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性，汽车悬架系统上一般都装有减震器，汽车上广泛采用的是双向作用筒式减震器。减震器是汽车使用过程中的易损配件，减震器工作好坏，将直接影响汽车行驶的平稳性和其它机件的寿命，因此应使减震器经常处于良好的工作状态。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。在关于如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXXHYPERLINK"http://baike.so.com/doc/6227078.html"\t"http://baike.so.com/doc/_blank"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。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。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，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，减振器阻尼力应大，迅速减振。　　(3)当车桥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。为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内部装有减震器。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。5.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。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.如图所示：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.油封如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX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在伸张运动时起到阻尼作用。由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀，在同样压力作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和。这使得减振器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力，达到迅速减振的要求。 6.减振器的分析与探讨 汽车的辅助部件——减振器是根据汽车在不同路面行驶时减振器内液体流动速度不同来设计制造的，减振器内液流速度一般为0—2．5 m／s。图l为液压减振器的部分结构示图。在汽车低速行驶时通过开槽阀片7使缸筒与油筒油液互通，相互交换能量；当汽车高速行驶且路面条件较差时，由于缸筒内阀片受到液流的高压而变形，使缸筒内大量油液流人油筒中达到减振、防噪和消能的目的。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX   减振器的阀片在汽车行驶减振过程中起到了至关重要的作用，它是一个薄型圆片，由于汽车在不同路面行驶速度不同，阀片的外径、内径、厚度和开孔尺寸需要谨慎考虑。现分析探讨阀片设计: 1)阀片外径的确定 根据减振器的结构，阀片在阀套内。汽车在行驶过程中，阀片受到液体压力在阀套内产生变形，当液体压力消失，阀片恢复原形。因此，阀片外径必然小于阀 套内径；另外，汽车在长期行驶过程中，油液在循环流动，从而使液体温度升高(一般在100℃以下)，这样，设计阀片时要考虑阀片膨胀因素。在考虑上述两种主要因紊隋况下，阀片如图2所示。这样就保证了阀片在阀套中安全工作。   如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX2)阀片内径的确定 阀片的内径是套在连杆的外面的，因此阀片的内径一方面与连杆的外径有关，另一方面，根据阀片在减振器中受液体压力(如图2所示)，减震器受到外界压 力的变化转化为筒内液体体积的变化。式中：V-筒内液体体积的变化，mmb-阀片内半径，mm-筒内液体流动速度，mm/sT-筒內液体单次流动时间，s由于阀片各部分受力不均匀，在实际计算中，阀片内径：一般取：2b=d+2式中：d-阀片套杆处的连杆直径-单个阀片厚度3）阀片厚度的确定由于阀片是小挠度弹性弯曲，根据弹性力学，把阀片简化为受连续载荷的简支梁，如图2所示，阀片的最大挠度：式中：k-与（b/a）有关E-弹性模量-阀片总厚度q-最大载荷而的确定：如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX式中：式中：-常数（与材料有关）r-载荷作用在阀片的集中位置处的半径由式可以确定阕片的整个厚度。在弹性力学中，一般小薄片厚度为0．1～0．3 111111，弹性效果最佳。根据总厚度，然后圆整，即求出阀片数和单阀片厚度。当阀片设计形成后，由于筒中作用在阀片上的液体黏性较强，还必须考虑其加工，达到表面较高的光洁度，从而减小黏性液体在高压流动过程中的黏滞作用。7.汽车减震器的参数影响   减振器的效果与被隔振设备的质量和减振系统的刚度及阻尼有关。进行减振设计时需要根据振源的频率以及减振目标确定减振器的参数。理论上来说，减振效率是可以实现完全隔振的，那就是刚度为零即不接触状态。但实际中由于减振器材料和结构性能，是不可能达到这一状态的。因此，可根据减振理论公式及前述的振源的频率以及减振目标计算出所需的减振器自然频率，然后即可根据被隔振设备的质量与减振器自然频率计算出减振器的刚度。当其他条件确定时，减振器的刚度越小即减振器越软，则减振效果越好，但提高减振效果的同时，会降低系统的抗冲击性能。通常情况下，由于减振器的刚度是非线性的，因此在选择减振器自然频率时需要保留比较大的空间. 悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行，则把这种减振器称之为单向作用式减振器，反之称之为双向作用式减振器。后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。     根据结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。虽然摇臂式减振器能够在比较大的工作压力(10—如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX20MPa)条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰。筒式减振器工作压力虽然仅为2.5～5MPa，但是因为工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛应用。筒式减振器又分为单筒式、双筒式和充气筒式三种。双筒充气液力减振器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、总长度短等优点，在轿车上得到越来越多的应用。 设计减振器时应当满足的基本要求是，在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定。 1)相对阻尼系数     减振器在卸荷阀打开前，减振器中的阻力F与减振器振动速度之间有如下关系  .  式中，为减振器阻尼系数。 图4—37b示出减振器的阻力－速度特性图。该图具有如下特点：阻力－速度特性由四段近似直线线段组成，其中压缩行程和伸张行程的阻力－速度特性各占两段；各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数，所以减振器有四个阻尼系数。在没有特别指明时，减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。通常压缩行程的阻尼系数与伸张行程的阻尼系数不等。汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼系数的大小来评定振动衰减的快慢程度。的表达式为   :   式中，c为悬架系统垂直刚度；为簧上质量。 如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX    上式表明，相对阻尼系数的物理意义是：减振器的阻尼作用在与不同刚度c和不同簧上质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。值大，振动能迅速衰减，同时又能将较大的路面冲击力传到车身；值小则反之。通常情况下，将压缩行程时的相对阻尼系数取得小些，伸张行程时的相对阻尼系数取得大些。两者之间保持 ＝(0.25～0.50) 的关系。     设计时，先选取与的平均值。对于无内摩擦的弹性元件悬架，取＝0.25～0.35；对于有内摩擦的弹性元件悬架，值取小些。对于行驶路面条件较差的汽车，值应取大些，一般取＞0.3；为避免悬架碰撞车架，取＝0.5。  8,结语减振器是一种液压设备，其使用越来越广泛，对其 设计、制造要求越来越高。在生产、建筑、传播、海洋和 机械精加T等方面使用越来越多，因此，对社会产生了 良好的经济效益。随着科学技术的不断进步，对液压减 振器的研究将会越来越深入，新的设计将会不断出现。 参考文献： [1]帅长洪．液压机设计[M]．天津：天津大学出版社，1979． [2]黄义，等．弹性壳的线性理论[M]．北京：科学出版社，2007．[3]成大先，等．机械设计手册[M]．北京：化学工业出版社， 2002． [4]瞿伦富，等．流体力学[M]．北京：清华大学出版社，1981．[5]董曾南，章梓雄．粘性流体力学[M]．北京：清华大学出 版社，2003． [6]陈宏芳，杜建华．高等工程热力学[M]．北京：清华大学 出版社，2000．[7]陈家瑞，汽车构造.人民交通出版社，1999.[8]鲁植雄，汽车电子控制悬架故障诊断图解..江苏科学技术出版社，2003.[9]余志生，汽车理论.机械工业出版社，2002.[10]唐贺强，汽车原理与检修.北京理工大学出版社，2003如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX授课：XXX如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!授课：XXX（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）