理论教育 车辆悬架弹性力学解析计算理论:气室压力变化规律

车辆悬架弹性力学解析计算理论:气室压力变化规律

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于油气弹簧活塞运动位置的变化,致使油气弹簧气室的压力发生变化。将式代入式,可得在位置xi处的压力变化量图12-9 气室压力pq随位移x的变化曲线图12-10 气室压力pq随速度V的变化曲线则油气弹簧在对应位移数组下的气室压力变化量数组为根据油气弹簧的位移数组、速度数组和气室压力变化量数组,利用MATLAB程序即可得油气弹簧气室压力变化量随位移和速度的变化曲线,分别如图12-11和图12-12所示。

车辆悬架弹性力学解析计算理论:气室压力变化规律

(1)气室压力变化幅值 在最大压缩位置的气室最大压力pgmax与在平衡位置时的气室压力pg0之差,即为气室压力的变化幅值Ap

Ap=pgmax-pg0 (12-26)

式中,Ap为油气弹簧气室压力变化幅值;pgmax为在最大压缩行程时的气室最大压力;pg0为油气弹簧在静平衡位置时的气室压力。

将所确定的油气弹簧最大气室压力[式(12-22)]和平衡位置气室压力[式(12-25)]代入式(12-26),就可以得到油气弹簧气室压力的变化幅值为

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式中,FDmax为油气弹簧在最大压缩位移时,所测得的最大阻力值;FDmin为油气弹簧在最大复原位置时,所测得的最小阻力值;Sg为油气弹簧活塞缸筒的截面积。

(2)在平衡位置时的气室高度和容积 利用在最大位移和平衡位置处的压力,可以确定出油气弹簧在平衡位置时的气室高度。因此,当油气弹簧压缩达到最大时,气室的容积减少达到最小,压力达到最大。

设气室在平衡位置的高度为H0,油气弹簧气室缸筒的内径面积为Sq,当油气弹簧压缩达到最大幅值A时,气室的容积将减少为(H0-ASq。当将气室气体看作理想气体时,气室的气体压力和容积的关系可表示为

H0Sqpg0=(H0-ASqpgmax (12-28)

式中,Sq为气室缸筒的内腔面积;A为油气弹簧试验最大运动幅值;pgmax为在最大压缩位移时的气室最大压力;H0为气室在平衡位置时的高度。

因此,由式(12-28)可得油气弹簧在平衡位置时的气室高度为

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式(12-29)表示油气弹簧在静平衡位置时的气室高度,乘以气室内腔的截面积Sq,便可得到油气弹簧在静平衡位置时的容积Vq0,即

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(3)气室压力变化 对于该试验油气弹簧,由位移曲线和阻力曲线可知,压缩行程位移为正值,复原行程位移为负值。当油气弹簧压缩(正)到位置x时,气室容积减少,压力增大,此时气室活塞位置变化量xp

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式中,Sq为气室内腔的截面积;Sg活塞杆的面积,SSq

因此,油气弹簧位移为x时的气室的压力为

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将式(12-31)代入式(12-32),便可得到在油气弹簧活塞运动位置时的气室压力,即

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由式(12-33),可得在第xi位置处的油气弹簧气室压力为(www.daowen.com)

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因此,油气弹簧气室压力数组可为

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根据油气弹簧的位移数组{xi}、速度数组{Vi}和气室压力变化量数组{pqi},利用MATLAB程序可得油气弹簧气室压力随位移和速度的变化曲线,分别如图12-9和图12-10所示。

由于油气弹簧活塞运动位置的变化,致使油气弹簧气室的压力发生变化。当活塞运动离开平衡位置x时,气室压力的变化量为

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式中,H0为油气弹簧在静平衡位置气室高度;x为油气弹簧活塞的运动位置。

将式(12-9)代入式(12-36),可得在位置xi处的压力变化量

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图12-9 气室压力pq随位移x的变化曲线

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图12-10 气室压力pq随速度V的变化曲线

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则油气弹簧在对应位移数组下的气室压力变化量数组为

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根据油气弹簧的位移数组978-7-111-37229-5-Chapter12-36.jpg、速度数组978-7-111-37229-5-Chapter12-37.jpg和气室压力变化量数组978-7-111-37229-5-Chapter12-38.jpg,利用MATLAB程序即可得油气弹簧气室压力变化量随位移和速度的变化曲线,分别如图12-11和图12-12所示。

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图12-11 气室压力变化量Δpq随位移x的变化曲线

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图12-12 气室压力变化量Δpq随速度V的变化曲线

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