基于数字样机的空气弹簧快速开发

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空气弹簧成型机的设计与研制

空气弹簧成型机的设计与研制
新型橡胶空气弹簧成型机的设计与研制
摘要:本文介绍橡胶空气弹簧成型机的研发背景、主要结构及工作原理、技术参数与主要特点等。 该设备提高生产效率,自动化水平较高,能够适应现代化生产的工艺及质量要求。 关键词:橡胶空气弹簧成型机、提高生产效率、工艺与质量
1 引言
空 气 弹 簧 ,俗 称 气 囊 、气 囊 式 气 缸 、皮 囊 气 缸 等 。空 气 弹 簧 为 曲 囊 式 结 构 ,其 曲 囊 数 通 常 为 1~3 曲囊,但根据需要也可以设计制造成袖式、膜式、束带型空气弹簧,还可以在一定条 件下将两个囊式空气弹簧叠加使用。空气弹簧广泛应用于商业汽车、巴士、轨道车辆、机器 设备及建筑物基座的自调节式空气悬挂。
目前,橡胶空气弹簧的工业自动化的较低,大部分生产企业都采用手动供料、手动标线与手动 成型,正反包操作都采用人工方式完成,生产数量与工艺参数都很难达到产品标准。北京沃华公司 依据多年的橡胶设备的设计经验于二〇〇九年研发了新型橡胶空气弹簧成型机,并获得国家产品著 作权。
2 主要机构及特点 2.1 一段成型机
含布料架的最大外形尺寸(长 X 宽 X 高)
钢丝圈卡盘直径范围
钢丝圈卡盘宽度范围
腰 中间钢丝圈直径范围
带 腰带内径与囊胚外径间距
定 主轴中心高度
型 成型机头中心线至机箱前端面
机 压辊压力调整范围
主轴转速
外形尺寸(长 X 宽 X 高)
主轴径向跳动
一 主轴与尾座支撑轴的同轴度 段 扣圈盘端面跳动
成 扣圈盘与主轴同心度 设
垫布卷由涡轮减速箱及交流变频电机驱动,配有垫布剥离装置,利用光电传感器检测储布环的 位置实现帘布的自动导开。每层帘布通过导向托盘给成型机头供料,导向托盘通过气缸实现上 下摆动,当机头直径变化时,可通过导向托盘的调节移动导辊进行高度调节,在导向盘上装有 一个可移动导辊,用于调节对正帘布的中心线,将帘布和胶片准确送至贴合鼓,并保证贴合过 程中帘布和胶片的定中精度。 2) 如果供料采用自动纠偏装置,那么帘布通过自动纠偏系统将帘布送到导开托盘装置,帘布中心 与成型机头中心对正,定中精度小于±1mm。 3) 如果不采用自动纠偏装置,帘布通过托辊将帘布送到导开托盘装置,利用机械装置来保证帘布 中心与成型机头中心对正,定中精度小于±2mm。

基于有限元的空气弹簧刚度分析

基于有限元的空气弹簧刚度分析

不变量表达式:
(15 )
将 (7 ) 式展开得: ∂W ∂I ∂W ∂I ∂W ∂I t = + + ∂I ∂ε ∂I ∂ε ∂I ∂ε
(16 )
将式 (14 ) 代入式 (15 ) 得主应力表达式:
2 1 ∂W +λ λ − λ λ λ ∂I 2 1 ∂W +λ t = λ − λ λ λ ∂I t = ∂W ∂I ∂W ∂I
图1 rebar 单元
后如图 5 所示。
rebar 单元是用于模拟层状结构或实体结构中嵌入 层面内各 rebar 之间 的钢筋部分, 其参数包含 rebar 层数、 的间距、 rebar 的横截面积、 rebar 的方向角。 这些参数均以 帘线层中帘线的布置参数带入, 其中, 建模时选取帘线角 为便于分析结果将 参考于橡胶囊纬线方向, 如图 2 所示, 其转化为与经线方向的夹角。
辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件 ABAQUS 对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析, 通过考虑空气 结构参数等影响空气弹簧刚度的因数, 对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析 。 弹簧的非线性性质、
vehicle dynamic performance,raising the ride comfort ride comfort and stability of vehicles. Using the nonlinear finite element software ABAQUS to simulate the vertical stiffness and lateral stiffness of air spring,by considering the factor of affecting air spring stiffness including nonlinear nature and structure parameter,simultaneously comparing the stiffness of air spring based on the different influence factors. Key words: air spring; nonlinear finite element; ABAQUS; vertical stiffness; lateral stiffness

基于虚拟样机的空气弹簧悬架轿车行驶平顺性研究.doc

基于虚拟样机的空气弹簧悬架轿车行驶平顺性研究.doc

基于虚拟样机的空气弹簧悬架轿车行驶平顺性研究-空气弹簧悬架系统是一种采用空气弹簧代替螺旋弹簧的变刚度悬架系统。

空气弹簧的基本刚度特性呈现为中间段较低,两端随着行程的增大而逐渐增加的特点。

早期空气弹簧主要应用于载重汽车和客车上,20 世纪以来,随着人们对汽车行驶性能要求的提高,轿车也开始逐渐应用空气悬架系统,以改善汽车的乘坐舒适性。

本文首先结合台架试验得到的空气弹簧刚度特性曲线,在多体动力学软件ADAMS/Car 中建立空气弹簧悬架整车动力学模型。

然后在ADAMS/Car Ride 中搭建汽车行驶平顺性仿真实验台,并进行随机路面下平顺性仿真试验。

最后根据ISO2631 平顺性评价方法,对空气弹簧悬架系统轿车座椅各轴向响应进行时域和频域分析,并与相同激励下的旋弹簧悬架汽车响应量进行对比,验证空气弹簧对汽车平顺性的提高。

1 整车动力学仿真模型的建立1.1 空气弹簧悬架子系统建立空气弹簧的主体是橡胶气囊,还包括底座、上盖板等部件。

空气弹簧的基本刚度特性可以根据需要设计成理想的反s形式。

在正常行车挠度范围内空气弹簧刚度特性接近于线性,当空气弹簧变形量超过正常行车挠度范围时,空气弹簧表现出非线性。

1.2 其他子系统建立在ADAMS/Car Template 模块中,建立配有通讯器的转向系统、车身、轮胎、发动机及人-座椅模型,其中人-座椅模型由刚性球,弹性元件及阻尼元件组成。

1.3 整车动力学仿真模型的搭建在ADAMS/Car Standard 界面中,将各个文件的子系统与ADAMS/Car Ride 平顺性实验台_ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG 结合,建立空气弹簧悬架整车动力学仿真模型,如图 5 所示。

另外,为了将空气弹簧悬架汽车与螺旋弹簧悬架汽车平顺性进行对比分析,采用相同的建模方法搭建螺旋弹簧悬架整车动力学仿真模型。

2 汽车平顺性评价方法由于人体对不同振动频率、不同输入点以及不同轴向振动的敏感程度不同,因此在对汽车行驶平顺性进行评价时要充分考虑这些因素的影响。

10-浅谈基于Abaqus平台下空气弹簧系统CAE建模的相关问题-黄友剑

10-浅谈基于Abaqus平台下空气弹簧系统CAE建模的相关问题-黄友剑

浅谈基于ABAQUS平台下空气弹簧系统CAE建模的相关问题黄友剑、张亚新、程海涛、刘建勋1. 中国南车株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲,412007摘要:空气弹簧在设计、分析及生产等层面都具有一定的技术含量。

本文首先介绍了空气弹簧系统目前在国内有限元分析方面的技术成果,然后介绍了空气弹簧在有限元分析方面的所表针出来的技术特点,并在此基础上着重探讨了基于ABAQU仿真平台上空气弹簧系统CAE 建模上所表现出来的优势,同时也探讨了常规建模在ABAQUS上所表现出来的不足和局限。

关键词:ABAQUS平台、空气弹簧系统、流体单元、Rebar空气弹簧系统在设计、分析及生产等阶段都表现出一定程度的技术含量。

最近几年,特别是高铁的陆续新建,国内对空气弹簧表现出较为旺盛的市场需求,而这对空气弹簧的原创设计能力相应地提出了更高的要求,这种原创设计能力同样也体现设计者需要对空气弹簧系统的承载特性具备一定程度的预测能力,因而这就促进了空气弹簧有限元分析技术在国内的发展。

为此本文就这一方面的话题与ABAQUS的用户朋友进行交流和分享。

1、基于空气弹簧系统的有限元分析成果空气弹簧系统由空气弹簧和与它匹配的橡胶弹簧组成。

国内研究院、高校及企业经过多年的努力,已经较为成功地实现对空气弹簧系统承载特性的仿真模拟,可以得到整个空气弹簧系统的变形状态、系统的刚度值和刚度特性曲线。

在空气弹簧系统的承载过程中,通过有限元分析,可以得到空气弹簧模型在经过装配、充气及垂向承载后的变形状态(见下图1),由此观察空气弹簧系统各个部件间是否会出现碰撞、接触及自身是否会发生褶皱的问题。

A: 分析模型 B:装配图 C:充气 D:轴向承载图1 空气弹簧分析的典型变形过程通过对空气弹簧系统的有限元分析,可以对各个部件的变形特性及应力分布状态进行观察,判断各个部件的受力状态及材料的选用情况是否合适。

关于空气弹簧部件,通过垂向承载及横向承担的分析,可以发现该部件的局部区域变形是否过大,是否有明显的应力集中区域;通过极限承载分析,就可以分析包括系统各个部件是否会出现包括干涉在内的各种不正常的情况。

空气弹簧系统的计算机虚拟设计

空气弹簧系统的计算机虚拟设计

最后将有限元分析结果与试验结果进行了比较,
表lM3为当附加空气室容积为39L,气囊内气体不同 压力时,计算和试验所得到的空气弹簧系统垂向静刚 度值。可见计算值与试验值一致性很好,相差在 15%内,对于空气弹簧这种非线性很强的橡胶元件这 种误差是允许的。当气体压力为O.4MPa,附加空气 室容积为39L时,垂向静刚度的计算值和试验值几乎 相等,且满足设计要求(450±45kN·m。)。从而可 见本文所采用的有限元分析方法是可行的。
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万方数据
·218·
机床与液压
第35卷
胶囊和橡胶堆的橡胶材料部分实际变形不是很大,考 虑到橡胶材料在小变形时应力一应变关系曲线线性度
比较好,故可采用一次多项式MⅫey·磁vlin模
型‘“J。 由于胶囊和橡胶堆在模拟的过程中变形较大,传
统有限元计算的小变形情况的理论就不再适用,故必 须考虑有限元计算中的几何非线性问题。在本文介绍 的计算模型中,把胶囊的材料模拟6mm厚的橡胶胶 质,且内嵌对称放置正反2个方向的加强筋。帘布层 数为2层,帘线互相交叉,并相对于空气胶囊的子午 线方向成8。布置。壳单元的帘线计算基于4个参数: 帘线的横截面面积。每2根帘线之间的间距,帘线与 壳单元局部坐标的夹角”o。ABAQus的相关功能将帘 布铺层等效于各向异性的层面,该层面的性质由上面 4个参数和帘线的材料特性决定。在模拟计算中采用 REBAR单元模拟帘布层。2层帘布分别相对于气囊 子午线方向成8。和一8。布置,帘线横截面面积为

空气弹簧有限元仿真方法的研究_

空气弹簧有限元仿真方法的研究_
关键词:空气弹簧;本构模型;加强筋单元;胶囊气腔;附加气室;气体交换 中图分类号:TQ336. 4+2;O241. 82 文献标志码:A 文章编号:1000-890X(2017)03-0162-08
空 气 弹 簧 的 刚 度 灵 活 可 调,可 随 充 气 压 力 的 变 化 而 变 化,使 其 适 用 工 况 十 分 广 泛。 大 多 数 空 气弹簧有两个腔体,胶囊气腔主要承受载荷,附加 气 室 用 来 调 节 胶 囊 气 腔 内 的 压 力,缓 和 胶 囊 在 承 受 大 的 载 荷 变 形 时 内 部 压 力 的 剧 烈 变 化,从 而 维 持空气弹簧系统稳定的刚度和力学性能。
帘布层是由浸胶锦纶66或聚酯帘线组成的, 可以采用橡胶-帘线的加强筋模型,将帘布胶和帘 线 作 为 两 种 材 料 进 行 处 理,也 可 以 利 用 复 合 材 料 理 论 建 立 纤 维 增 强 复 合 材 料 模 型,通 过 试 验 得 出
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刚体约束:不关心附加气室腔壁的受力状况, 因此将其设置为离散刚体。
嵌 入 约 束:所 有 钢 丝 帘 线 和 其 他 帘 线 都 嵌 在 胶囊的橡胶基体中。
粘 结 约 束:胶 囊 的 上 下 子 口 和 盖 板 接 触 处 需 要粘接起来,以免在设置接触时出现问题。 1. 3. 3 创建相互作用
接 触:定 义 法 向 罚 函 数 法 接 触 特 性 和 切 向 摩 擦因数(一般取0. 3~0. 5)。
装配步:将胶囊上盖板向下移动到工作高度, 下盖板固定。
充 气 步:上 下 盖 板 均 固 定。 胶 囊 气 腔 内 气 压 和附加气室内气压定义为工作时的充气压力。
垂 向 位 移 载 荷 步 1—4:固 定 的 充 气 压 力 边 界 条件去除。此时两个气腔内气压可随胶囊的变形 而 发 生 相 应 的 变 化。 上 盖 板 固 定,下 盖 板 循 环 位 移重复两周(两个+10~-10 mm的循环)。 1. 3. 5 选择场输出和历史输出

空气弹簧专利技术现状及其发展趋势

空气弹簧专利技术现状及其发展趋势


发展趋势是很有必要的 。
= 、空气弹簧专利技术状况分析 ( 一 ) 分析 样 本 的 构 成 对空气弹簧技术的检索主要依赖于分类 号。一方 面 。由于分类号 能 够较准确地反映出空气弹簧这个技术领域 , 并且该 技术 在较早时期就 被 关注 ,已在历史的进程中发展地较为成熟 ;另一方 面,较 为成熟 的技 术 其相关的分类 号也较为集中 ,无论 是 I P C国际专利分类 体系 、欧洲专 利 局的 E C分类体 系还是 日 本的 F I 和F — T e r m分类体 系,都有专 门对应 于 该技术的分类号 ,因此 ,对该技 术的检索 以分类 号为主 ,关键 词为 辅。 最后的检索完成 日期为 2 0 1 4年 5月初。 可以从两个 方面进 行分解该技术 的发展趋势 ,一方 面是对于其密封 性的改进 ,另一的分 类号 F I 6 F 9 / 0 2 检 索 再分别用橡胶或 ( 囊 、膜 ) ,气室 ,非 线性 ,面积 ,体积 ,悬架进 行 检索 ,补充有 关专 利申请 ;然后进行追踪检索 ;最后 以 申请人 、发 明 人 为入 口 对重 要的申请人 和发 明人进行补充检索 ,最终在 中国专利文献 检 索系统 中E C、F I / F T分类 号进行 检 索 ,获得绝大部分相关 申请 ;为避免样本 的遗漏 ,又在此基础 上进行扩 展 检索 :仅使用关键 词 检索 ,对 “ 悬架 ” ( s u s p e n d+,s u p p o  ̄+等 ) 、 “ 橡胶” ( r u b b e r 等) 、“ 振 动或震动” ( s h # c k ? ? ? ,v i b r a t ? ? ? ?等 )使用 邻近算符进行 限定 ,并 排除 已得到或噪 音文献 ,得 到少量文 献 ;最后 , 通过对早期 的重要发 明人进行 检索 ,补充 1 9 8 0年 之前 的申请 ,得 到分 析样本 6 1 6篇 。 南于专利 申请延迟公开 的特点 ,有少量 2 0 1 2年的 申请 和大量 2 0 1 3 年 的申请 目前还 没有 公开 ,还有一 部分 2 0 1 3年 以来公 开的 专利 文件 , C N A B S 数据库仅仅给 出了一些 著 录信 息 ,还 没有来 得及公 开摘要及 发 明名称 ,V E N数 据库甚至还 没有收录,所 以无法利用关键词进行检索来 获得这类 专 利 申请 。南于该技术的应用领域不断扩大 ,各分类体 系若参 照用途 中的某个特征与某个分类 号的相通之处 ,将该技术归 于其 它技术 中,这就带来 了漏检 的可能性 。因此 ,南于空气弹簧技术 的发展 在近年 变化很大 ,因此对 该技术 的分析仍 然考虑 了 2 0 1 3年公开 的 申请 ,但 没 有包括 2 0 1 4年公开的少量 申请 ,南于该技术的专利在 2 0 0 0年 以后一直 高速增长 ,所 以可 以认 为对于 2 0 1 3年 的申请 ,实际数 据要 远高 于检 索 得 到 的数 据 。 ( 二 ) 空 气 弹 簧 技 术 专 利 文 献 数 量 分 析 涉及空气弹簧技术 的专利 ( 包括所 有领域 ) 在 2 0 0 0年以后 大幅度 增长 ,显示 m近年来人们对该项技术 的浓厚兴趣 ,而且相关期 刊和论文 显示 ,从上世纪 8 0年代起直到 9 O 年代末 。对该技 术的理论模 型的构建 日 趋完善 ,人们从 9 O年代末 开始对该 技术进行 多种多样 的探索 ,例 如 对结构模型的优化 ,对制作材料的选择等 ,专利文件数量的变化 与期 刊 论文中的论述是一致的 ,这也从侧面反映了该技术在有些方面 已走 向成 熟 ,具有较高的商业化前景 。

商用车空气弹簧数字样机技术概述

商用车空气弹簧数字样机技术概述
本 低 以 及 结 果 可 靠 等 优 点 , 已逐 步 受到 空 气 弹 簧 生 产 企 业 重 视 。掌握 数 字 样机 技 术对 缩 小 与 国外
差距 有重 大意 义 。
2 数字样机设计体 系结构
在C AD /C P / E/C M技 术 已经 广泛 应 A P CA A
用 的 基 础 上 , 建 立 空 气 弹 簧 的数 字样 机 模 型 ,将 设 计 人 员 的 设 计理 念 由二 维 平 面草 图转 变 成 三 维 实体 模 型 ,并 搭 建 数 据 共 享 平 台 ,使 用 统 一 的 数 据 标 准 和 格 式 实 现 可 视 化 协 同设 计 和 信 息 资 源共 享 。将 装 配 、性 能 分 析 和 运 动 学 分 析 等 工 作 在计 算 机上 完 成 。
求 ,在 数 据 库 中选 取 不 同 的 影 响 空 气 弹 簧 的性 能
收 稿 日期 :2 0 - 8 2 0 9 0 -1 基 金项 目:贵州省工业攻关项 目:空气弹 簧数字设计及产 品研制 ( 黔科 合GY[0 83 1 ) 2 0 10 3
大 的局 限性 。
导 致研 发 周 期 长 ,成 本 高 。随 着 数 字 样 机 技 术 在
空气 弹 簧 设 计 中的 应 用 ,可 以在 空 气 弹 簧 研 制初 期 直 观 形 象 地 对 数 字 化 的 虚 拟 产 品 进 行 优 化 设 计 、性 能 测试 和使 用仿 真 …,减 少对 昂贵 的 物理 样 机 的依 赖 。
国外 产 品 进 行 仿 制 ,尚 未 形 成 一套 完整 的分 析 设 计 系 统 , 在 客 户 更 改 产 品 要 求 后 ,需 在 物 理 试 验 机 上 进 行大 量 的 实 验 ,很 难快 速 确 定 满 足 客 户 要 求 的新 产 品 , 在现 代 空 气 弹 簧 工 业 的发 展 中有 很

空气弹簧试验台参数-概述说明以及解释

空气弹簧试验台参数-概述说明以及解释

空气弹簧试验台参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述空气弹簧试验台是一种常见的试验设备,用于对空气弹簧进行性能测试和参数优化。

空气弹簧是一种利用气体压力来支撑和缓冲负载的装置,其具有轻质、高容量和可调节的特点,广泛应用于汽车、工业设备和航空航天等领域。

本文旨在深入探讨空气弹簧试验台的参数设置,并分析其对试验结果的影响。

通过研究空气弹簧试验台的基本原理和参数设置,可以帮助工程师和研究人员更好地了解和优化空气弹簧的性能。

本文将首先介绍空气弹簧试验台的基本原理,包括其工作原理、结构组成和应用领域。

然后,重点讨论空气弹簧试验台的参数设置,包括气压、载荷、稳定度等关键参数的选择与调整方法。

通过合理的参数设置,可以确保试验的准确性和可靠性,为后续的数据分析和结果评估提供有效的依据。

在结论部分,将总结空气弹簧试验台参数的重要性,并展望未来对空气弹簧试验台参数优化的可能方向。

随着科技的不断发展和需求的变化,空气弹簧试验台的参数设置也将面临一系列的挑战和机遇。

通过有效的优化和调整,可以进一步提高空气弹簧的性能和可靠性,满足不同领域和应用对空气弹簧的需求。

通过本文的研究和分析,相信读者对空气弹簧试验台的参数设置和优化有了更深入的了解,为相关领域的研究和实践提供有益的指导和借鉴。

同时,也为未来相关研究提供了新的思路和方向,以推动空气弹簧试验台技术的不断创新和发展。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以是以下内容:在此部分,将介绍本文的章节组成和内容安排。

目前本文总共分为引言、正文和结论三个主要部分。

引言部分将首先进行概述,简要介绍空气弹簧试验台的背景和研究意义。

接下来,将介绍文章的结构和组织方式,以便读者能够更好地理解和阅读全文。

最后,明确本文的目的,即通过对空气弹簧试验台参数的研究和分析,提出优化方案,以提高试验台的性能和效率。

正文部分将详细介绍空气弹簧试验台的基本原理和参数设置。

首先,将介绍空气弹簧试验台的基本工作原理,包括其结构、组成和工作过程。

基于SolidWorks的空气弹簧三维建模方法研究

基于SolidWorks的空气弹簧三维建模方法研究

基于SolidWorks的空气弹簧三维建模方法研究0 引言空气弹簧是利用橡胶气囊内部压缩空气的反力作为弹性恢复力的一种弹性元件。

由于其良好的非线性特性,在车辆上得到广泛的应用。

目前,随着计算机技术的快速发展和有限元计算理论的不断成熟,对空气弹簧进行仿真分析与试验相结合是空气弹簧研究开发的趋势,而建立三维建模是仿真分析的前提,三维模型的建立越来越受重视。

笔者介绍了空气弹簧的原理,建立了空气弹簧的三维模型,为空气弹簧的仿真分析打下了基础。

1 空气弹簧结构根据橡胶气囊工作时的变形方式,空气弹簧的结构形式主要分为囊式和膜式两大类,如图1、2所示。

其中橡胶气囊是空气弹簧的重要部件,一般由内橡胶层、外橡胶层、帘线层和成型钢丝圈硫化(交联)而成。

图1 囊式空气弹簧图2 膜式空气弹簧2 空气弹簧原理空气弹簧工作原理是利用橡胶气囊内部压缩的空气,空气弹簧的支承和弹性作用主要取决于弹簧内的压缩气体。

容积比与气体压缩系数基本上决定了理想空气弹簧的性能。

一般采用以下气体定律描述压力和容积的关系:若气体质量m为常数,则压力和容积的关系为空气弹簧的承载力F可表示为式中:pi为空气弹簧内气体工作压力;Ae为空气弹簧有效承压面积。

通过承载力F对弹簧行程s求导可得空气弹簧刚度k。

空气弹簧工作时其内部气体满足气体状态方程,即式中:p为空气压力;pa为大气压力;V为空气体积;C为常数;n为气体的多变指数。

多变指数n的选择取决于空气弹簧变形的速度,变形慢时可视为等温过程,n≈1;变形快时为绝热过程,n≈1.3~1.4。

将式(3)两边对弹簧行程s求导,得式中:负号表示弹簧内气体压力变化趋势与容积变化趋势相反,在计算刚度时取其绝对值,其中δV/δs=Ae。

将式(4)代入式(2),得空气弹簧刚度的一般表达式可见,空气弹簧的有效承压面积Ae及其变化率δAe/δs、橡胶气囊内空气容积和工作压力对空气弹簧刚度有显著的影响。

3 空气弹簧的实体建模以某种型号膜式空气弹簧为参考,在SolidWorks中进行实体建模。

一种空气弹簧扭摆疲劳试验机的研制

一种空气弹簧扭摆疲劳试验机的研制

一种空气弹簧扭摆疲劳试验机的研制曹建平(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲)摘要:介绍了一种用于成对火车空气弹簧扭摆疲劳试验的机器原理、技术参数和结构。

关键词:成对火车空气弹簧;扭摆;疲劳试验( ., ., , Hunan), ..前言为了满足火车空气弹簧扭摆疲劳试验要求,株洲时代新材料科技股份有限公司于年研制了一台机械式火车空气弹簧扭摆疲劳试验机[](简称单空簧扭摆疲劳试验机),真实地模拟了火车空气弹簧的实际运行工况,为产品的可靠性设计提供了依据。

但这台试验机仅能做一个空气弹簧的疲劳试验,由于制造误差、材质等因素的影响,一个空气弹簧疲劳试验结果带有一定的偶然性,因此要求同一种规格的空气弹簧抽检二个或四个进行疲劳试验。

由于一个空气弹簧疲劳试验时间较长,用这台试验机完成同一种规格空气弹簧的疲劳试验,需要很长时间,因此产品的开发进度得不到保证。

为了提高试验效率,便于产品比较分析,并得到一个更准确的疲劳试验结果,株洲时代新材料科技股份有限公司于年研制了一台用于二个空气弹簧同时试验的扭摆疲劳试验机(简称双空簧扭摆疲劳试验机)。

双空簧扭摆疲劳试验机基本原理双空簧扭摆疲劳试验机基本原理类同原单空簧扭摆疲劳试验机,主要是要实现试验时二个空气弹簧的扭摆频率与幅值均可调,其机构模型采用如图所示的曲柄摇杆机构[][]。

BA CD图双空气弹簧扭摆疲劳试验机机构模型图中为曲柄,为连杆,为摇杆,为机架杆。

图中曲柄由电机经减速机带动匀速转动,如连杆的端点外接一个空气弹簧,则可设计成一种机械式的单空簧扭摆疲劳试验机[];如点外接二个空气弹簧,则可设计成一种机械式的双空簧扭摆疲劳试验机。

双空簧扭摆疲劳机机构设计参数:曲柄长度取~可调摇杆长度取1000mm取连杆长为1670mm 得1947mm +=2087mm =+=2670mm <故按以上参数设计的机构满足铰接四杆机构曲柄存在条件。

双空簧扭摆疲劳试验机技术参数双空簧扭摆疲劳试验机主要技术参数如表所示。

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真技术 , 分散 的 产 品设 计 开 发 和 分 析过 程 集 合 将 在一起 口 。利用 空气 弹簧 快 速 开 发技 术 , 在 产 ] 可
品 研 制 初 期 对 空 气 弹 簧 进 行 优 化 设 计 、 能 测 试 性
2 空气 弹簧 快速 开发 平 台
空气 弹簧 快速 开发借 助数 字样 机技 术 。在 开
利用 ADA MS动 力 学 仿 真 软 件 对 空 气 悬 架 进 行 了多体 运动 计算 , 进 行 了刚 体运 动 学 和 弹 性体 并 运 动学 仿真 分 析 研究 ; 李芹 等 运 用 计 算 机 视觉
技 术对 空气 弹簧 进行 了三维 变形 测量 。 上 述研 究集 中在 空气 弹簧 的某一 项或 几项特 性 。在 空气 弹簧 现 代 制 造 技术 中 , 建 立 一个 集 需
定 型等 阶段 。在 设计 过 程 中难 以得 到精 确 数 据 ,
影 响 因素 ; 陈龙 等 和 鲍 卫 宁 等 建 立 了耦 合 空 ]
气弹簧 力学 模 型 , 并进 行 了仿真 研究 ; 云霞等 崔 ]
需 反复试 验修 改试件 参 数 , 计耗 时长 、 设 成本 高 。
基 于数字 样机 的空 气弹 簧快 速开发 技术 通过
第 1 期 2
何 锋 等 . 于 数 字 样 机 的 空 气 弹 簧 快 速 开 发 基
基 于数 字样 机 的 空气 弹 簧 快 速 开发
何 锋 曹龙 田 蔡 永周 , , , 李 彬 , 洪江。 杨
( . 州 大 学 机 械 工 程 学 院 , 州 贵 阳 5 0 0 ;. 州 宏 洋 橡 胶 制 品有 限公 司 , 州 贵 阳 50 0 ) 1贵 贵 5032贵 贵 5 6 1
78 3




21 0 0年 第 5 7卷
弹 簧三维建 模 、 能 仿 真及 空气 弹簧悬 架 的 动态 性
的三 大要 素 , 整体 优化 的概 念对 空 气 弹簧 的设 用
用技术研究 。
步 方案 , 对 初步方 案进 行各 种性 能分 析 , 再 依据 得 到 的分析结 果 , 断调整 空气 弹簧 的各 种参数 、 不 改 进设 计 , 最终 得到理 想 的设计 结果 。 空气 弹簧设 计 不 但 要 结 构合 理 , 而且 要 有 良 好 的 强 度 、 力 学 性 能 、 疲 劳 性 能 和 加 工 工 艺 动 抗 性 。基 于数字 样机 的空气 弹簧 快速 开发 包括空 气
发 过程 中 , 首先 根据 用户 要求 , 拟合 一个 或几个 初
和使用 仿真 等 。 近年来 , 多 国 内外 学 者利 用 数 字 样 机技 术 许
基 金 项 目 : 州 省 工 业攻 关 项 目( 科 合 GY ̄ 08 3 1) 贵 黔 2 0 10 3
作 者 简 介 : 锋 ( 9 3) 男 , 州 贵 阳 人 , 州 大 学 教 授 , 何 1 6 一, 贵 贵 主 要从 事汽 车 系统 动 力 学 及 控 制 和 汽 车 关 键 零 部 件 设 计 理 论 及 应
参 数化 的三 维 模 型设 计 , 用 c 兼 AE 技 术 进 行 性 能仿 真分 析 , 到不 同 帘线角 度 、 布层 数 和活塞 得 帘
形状 等各种 参 数下 的空 气 弹 簧 刚度 特 性 ; 用 动 运 态仿 真分 析将 空气 弹簧 与 悬 架 匹配 , 拟实 际工 模 况 下的运行 , 到车 轮动 负荷 , 得 检验其 是 否满足 实
际使 用要求 , 达到 缩短 开发 时间 、 可 提高 经济效 益
的 目的 。 1 空 气 弹 簧 快 速 开 发 研 究 现 状
初 期策 划 、 维建模 、 真分 析到 样 品制 造 的完整 三 仿 设 计过 程 。 由于各 部 门职 能不 同 , 合作 过 程 ] 在
中很多 工作 衔接会 有延 迟 。通过 建立一 个符 合企 业 需求 的快 速开 发 平 台 , 范各 阶段 需 完 成 的任 规 务, 合理 利用 企业 现有 资源 , 配企 业 内各种技 术 调 人 员组成 一个 紧 密 连 接 的合 作 小 组 , 达 到快 速 可
目前空 气弹 簧的 生产 主要 以试验 和经 验为依 据 , 传 统 的空 气 弹 簧 生 产 过 程 中 , 立 项 到定 在 从
型 , 要 经历 可行性 论证 、 案 、 样 、 制 和设计 需 方 初 试
对空 气 弹簧模 型进行 了研 究 。Gu e p 等 以 sp eQ 及 Al H[ 分别 利 用有 限元 分析 对 空气 弹簧 的 , 析 了其 主要 分
摘 要 : 用基 于 数字 样 机 技 术 的快 速 开 发 有 关 理 论 , 应 结合 目前 空气 弹 簧 的 研 究 现 状 , 出 一 种 薪 的 空 气 弹 簧 开 发 提 方 法并 建 立 了快 速 开 发 平 台 。其 关 键 流 程 及 技 术 要 点 为 建 立 合 适 的 AP P 流 程 、 速 三 维 建 模 、 能 仿 真 及 动 态 模 Q 快 性 拟仿真。 关键词: 空气 弹 簧 ; 速 开 发 ; 品 质 量 先 期 策 划 ; 快 产 三维 建 模 中 图分 类 号 : TQ3 6 4’ ; 2 18 3. 20 4.2 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 08 0 2 1 )20 3—5 10 —9 X(0 0 1 7 70
开 发空 气弹 簧 的 目的。
空气 弹簧数 字样 机快 速开 发技术 是 以各种 计
算机 辅助技 术 ( Ax 和面 向某一应 用领 域 的计 算 C ) 机辅 助设 计 技 术 ( x , c / F DF ) 即 Ax D x技 术 为 基 础, 以机 械 系统 动 力学 为 核 心 , 合 虚拟 现 实 、 融 仿
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