基于流-固耦合的汽车减振器动态特性仿真分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第48卷第13期机械工程学报Vl01．48NO．132012年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJu1．2012DoI：lO．3901，JME．2012．13．096基于流一固耦合的汽车减振器动态特性仿真分析水贺李平，2顾亮2龙凯肖介平4(1．北京无线电测量研究所北京100854；2．北京理工大学机械与车辆学院北京100081；3．华北电力大学可再生能源学院北京102206；4．北京汽车研究总院CAE及整车性能部北京100021)摘要：对减振器的流一固耦合建模和求解技术进

2、行研究。基于多求解器的流一固耦合方法，建立精度较高的阻尼阀流场网格模型和叠加阀片有限元接触模型，并联合有限体积法和有限元法对减振器流一固耦合模型进行求解和分析，获取了减振器的速度特性和示功图，对阻尼阀内部压力场、速度场进行详细分析，对叠加阀片非线性动力学特性进行分析。仿真结果表明：由于高速油液对阻尼阀壁面的冲击作用，阻尼阀核心区域的压力场急剧变化；阀片在开启和关闭瞬间，速度有一个跳跃，这使得节流通道迅速变化，具体表现为开阀点附近的速度特性曲线向下弯折。因此，阻尼阀核心区域的流场网格模型和叠加阀片的接触模型对仿真精度影响最大。计算中考虑了

3、油液的湍流流动，阀片的接触滑移和大挠度变形，使得流一固耦合模型尽可能地贴近物理事实，仿真结果与试验吻合较好。关键词：减振器流一固耦合多重非线性动态特性中图分类号：U463O353SimulativeAnalysisofDynamicCharacteristicsofAutomobileShockAbsorbersBasedonFluid．structureInteractionHELipingGULiangL0NGKai’XIAOJieping4(1．BeijingInstituteofRadioMeasurement，Beijing1

4、00854；2．SchoolofMechanicalEngineering，BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081；3．RenewableEnergySchool，NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing102206；4．DepartmentofCAE＆PerformanceIntegration．BeijingAutomotiveTechnologyCenter,Beijing100021)Abstract：Thefluid-structurein

5、teraction(FSI)modelingandsolvingtechniquesofshockabsorbersarestudied．Thefluidfieldgridmodelofdampervalveandthefiniteelementcontactmodelofsuperpositionthrottle—sliceswithhigheraccuracyareestablishedbasedonFSImethodwithmulti—solvers．TheFSImodelofshockabsorbersissolvedandan

6、alyzedcombinedbyfinitevolumemethod(FVM)andfiniteelementmethod(FEM)．Thespeedcharacteristicandindicatordiagramofshockabsorbersareobtained．Theinternalpressurefieldandvelocityfieldofdampervalveareanalyzed．Thenonlineardynamiccharacteristicsofsuperpositionthrottle—slicesareana

7、lyzed．Thesimulationresultsshowthatthepressurefieldofcoreregionofdampervalvechangesrapidlybecauseoftheimpactofhighspeedoil．Thevelocityofthrotle-slicesstepswhenthevalveopensandcloses．Itmakesthethrotlechannelchangesuddenly,andmakestheindicatordiagrambenddownatthevalve-openi

8、ngpoint．Thefluidfieldgridmodelofcoreregionofdampervalveandthefiniteelementcontactmodelofsuperpositionth