基于AMESim的油气弹簧台架建模与仿真研究

《基于AMESim的油气弹簧台架建模与仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于AMESim的油气弹簧台架建模与仿真研究摘要：利用仿真软件LMSImagine.LabAMESim，研究了液压缸、液压腔、蓄能器和固定液压孔的数学模型，建立了油气弹簧的台架模型，在不同频率的正弦波激励下仿真，分析了油气弹簧的位移特性和速度特性，保证仿真模型的精度，验证了所建立仿真模型的正确性。油气弹簧台架建模与仿真对车辆平顺性影响的研究奠定了理论基础。关键词：数学模型；AMESim；油气弹簧；仿真Modelingandsimulatingofhydro-pneumaticspringbasedonAMESimAbstract:UsingsimulationsoftwareLMSIm

2、agine.LabAMESim,hydrauliccylinders,hydraulicchamber,accumulatorandhydraulicholefixedmathematicalmodelarestudiedandthehydro-pneumaticspringsimulationmodelisestablished.Atthedifferentfrequencysinewaveexcitation,itisanalyzedthehydro-pneumaticspringdisplacementcharacteristicsandspeedcharacteristicst

3、hatensuretheaccuracyofthesimulationmodelandverifythecorrectnessofthesimulationmodel.Modelingandsimulatingthehydro-pneumaticspring,itprovidestheprerequisiteforvehiclerideimpactstudy.Keywords:MathematicalModel;AMESim;Hydro-pneumaticspring;simulation1引言油气悬挂的关键部件油气弹簧，是以可压缩的气体作为气体弹簧和减震元件合在一起的弹性元件。油液作

4、为中间介质，起传递作用力和衰减震动的作用。具有非线性的工作特性，随着所传递作用力的增加，刚度也急剧增大，这样就避免了非悬挂部分对车体的撞击，大大提高了车辆的行使平顺性。油气弹簧为变刚度弹簧，可通过调整蓄能器的压力改变弹簧特性，使油气悬架具有极好的行驶平顺性。油气弹簧凭借其优越的非线性特性和良好的减振性能，在各种车辆上的应用越来越广泛。随着人们要求的不断提高，增加车辆载荷、提高车辆行驶速度，改善油气弹簧在更高压力下作业的动态密封性能，延长其使用寿命和准确设计其减振性能参数，已经成为研究油气弹簧系统的主要问题。2油气弹簧AMESim模型的建立2.1液压缸数学模型在AMESim软件中，液压系

5、统与机械系统通过液压缸相互连接，液压缸的图形符号如图1所示。图1液压缸图形符号液压缸的当前长度和体积计算公式如下：其中：为端口4的位移；为静平衡位置时液压缸的长度；为端口5的位移；为活塞的直径；为活塞杆的直径。端口1的流量：其中：为端口5的速度；为端口4的速度。根据端口2的输入力、端口2的压力以及弹力来计算端口5的力：端口4的力：2.2液压腔的数学模型液压腔和液压缸需要搭配使用，液压腔在AMESim中的图形符号如图2所示。图2液压腔图形符号根据流量和总体计算压力的导数的公式如下：其中：是体积弹性模型。2.3蓄能器数学模型蓄能器在AMESim中的图形符号如图3所示。图3蓄能器图形符号蓄能

6、器的功能主要是储存油液的压力能，在一般的液压系统中，它的作用主要是在短时间内大量供油，并且吸收液压冲击和压力脉冲，还可以维持系统压力。本文中主要作为弹簧的弹性元件。在AMESim内，有以下参数需要设定：蓄能器初始体积；蓄能器初始压力；绝热指数；对于绝热过程：对于等温过程：当蓄能器内的气体体积变成初始体积的1/1000时，蓄能器被认为完全充满了液压油，相应的最大压力为：气体与油液混合，气体变成了油液的一部分，存在液体中。当蓄能器内的油液被完全放出来时，蓄能器被认为完全充满了氮气，相应的最小压力为：当蓄能器含有一部分液体和气体时其中：为蓄能器的出口压力；为蓄能器内部的气体瞬时压力；为蓄能器

7、内部的气体瞬时体积；为蓄能器内部气体初始压力；为蓄能器内部气体初始体积；为蓄能器出口油液流量。通过上述的方程可以求出任意时刻蓄能器内部的压力和体积。2.4固定液压孔数学模型采用固定液压孔来模拟阻尼孔，其图形符号如图4所示。图4固定液压孔图形符号用户需要设置参数，参数“indexofhydraulicfluid”指的是液压油的参数，该流体类型由一个图标示意图定义。参数“parametersetforpressuredrop”指的是压降的参数设定，