囊式空气弹簧静态特性计算方法-论文.pdf

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1、第36卷第5期舰船科学技术Vo1．36．No．52014年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay，2014囊式空气弹簧静态特性计算方法赵应龙，何琳，吕志强'(1．海军工程大学振动与噪声研究所，湖北武汉430033；2．船舶振动噪声重点实验室，湖北武汉430033)摘要：囊式空气弹簧是一种承载和刚度均可调的隔振元件，其承载和刚度特性不仅取决于气压，还与其几何形状和壳体材料性质有关。船舶隔振装置的设计和应用需要确定空气弹簧在不同高度和不同气压下的承载能力和刚度大小，但其在任意状态下有效面积和刚度的全部数据无法依靠实验测量

2、获得，针对囊式空气弹簧在不同状态下有效面积的难以试验测试确定的特点，基于弹性薄壳无矩理论，给出一种船用囊式空气弹簧静态特性的计算方法，推导承载力和静刚度的计算公式，并通过算例验证该方法的计算过程，为船用空气弹簧的设计和应用提供理论依据。关键词：空气弹簧；刚度；有效面积；薄壳；囊式中图分类号：0328，0241文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)05—0097—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．05．020Astaticcharacteristicscalculationmethod

3、forbellowstypeairspringZHAOring—long一，HELin。一，LVZhi．qiang，(1．InstituteofNoiseandVibration，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China；2．NationalKeyLaboratoryonShipVibrationandNoise，Wuhan430033，China)Abstract：Bellowstypeairspringisakindofvibrationisolatorwhoseload—bear

4、ingandstiffnessbothcanbeadjusted．Itscharacteristicsofload-bearingandstiffnessdependnotonlyonairpressure，butalsoonitsgeometryandshellmaterialproperty．Shipvibrationisolatingsetsdesignandapplicationrequiretheknowledgeofload—bearingabilityandstiffnessofthespringundervariousa

5、ltitudeandairpressure．Howeverallthedataofitseffectiveareaandstiffnesscannotbeachievedontheexperiment．Accordingtoelasticthinshelltheory，astaticcharacteristicscalculationmethodforbellowstypeairspringforshipispresentedinthispaper．Then，thecalculatingformulaofairspringbearing

6、capacityandstaticstiffnessisdeduced，andanillustrativeinstanceisgiventoexplainthecalculationprocessofthemethod．Thusitmayprovideatheoreticalevidencefordesigningandapplicationonbellowstypeairspring．Keywords：airspring；stiffness；effectivearea；thinshell；bellowstype已在其常规潜艇上大量应用

7、空气弹簧。0引言国内外大量文献报道了空气弹簧静态特性的研空气弹簧最早应用于铁道车辆。美国自1947年究进展，这些文献主要基于气体状态方程推导出空在普尔曼车上首次使用，而后意大利、英国、法国等气弹簧刚度表达式，将刚度表示为压力、有效面积许多欧洲国家对其进行了大量研究。1955年，日本国及其偏导数所构成的公式。家铁路技术研究院机车车辆动力实验室对用于车辆的文献[7—10]介绍了采用非线性有限元分析技空气弹簧进行了系统研究，还对装有空气弹簧的车辆术研究空气弹簧的方法，其中橡胶囊的模型均采用层进行了一系列的试验工作。在军事领域，俄罗斯状复合材料

8、结构的壳单元结构，主方向的弹性模量采收稿13期：2013—04—22；修回13期：2013—06—27基金项目：总装“十一五”预研计划资助项目作者简介：赵应龙(1976一)，男，博士，从事舰船设备减振降噪及