减振器内部结构设计验证步骤
汽车减震器结构原理详解
车身或车架的姿态。如电控悬架。
2）按汽车导向装置的不同，又可分为独立悬架和非独立 悬架。 （1）非独立悬架：两侧车轮安装于一整体式车桥上，车 轮连同车桥一起通过弹性元件悬挂在车架或车桥上。如 图a：
汽车悬架.mp4
（2）独立悬架：两侧车轮独立地与车架或车身弹性连 接，当一侧车身受到冲击时，其运动不会直接影响到 另一侧车轮。如图b：
·减震器：衰减由于弹簧系统引起的振动。
·导向装置：使车轮按一定运动轨迹相对车身运动，同时
起传递力的作用
稳定杆的工作原理：
·横向稳定杆：提高侧倾刚
度，改善汽车的操纵稳定
性和行驶平稳性。
无扭曲 （两轮同时抬起时）
扭曲 （单侧轮抬起时）
2.悬架的种类 1）按控制形式不同分被动悬架和主动悬架。 （1）被动式悬架：汽车的姿态只能被动地取决于路面、 行驶状况、弹性元件、导向装置、减震器。 （2）主动式悬架：可根据路面、行驶状况自动调整悬架
5. 储油缸筒 7. 补偿阀
6. 压缩阀 8. 流通阀
6，流回贮油缸5，这些阀对油的节约形成 9. 导向座 10. 防尘罩
悬架受压缩运动的阻尼力。
11. 油封
减震器在伸张行程时，车轮相
当于远离车身，减震器受拉伸。
这时减震器的活塞向上移动。
活塞上腔油压升高，流通阀8关
闭，上腔内的油液推开伸张阀4
流入下腔。由于活塞杆的存
v 汽车减震器检测方法
1）使汽车在道路条件较差的路面上行驶10km后停车，用手 触摸减震器外壳，如果减震器内部无阻力，减震器不工作。 此时，可加适当的润滑油，再进行试验，若外壳发热，则 为减震器内部缺油，应加足油；否则说明减震器失效。
汽车减震器(避震器)的检查与更换方法
汽车减震器（避震器）的检查与更换方法减震器损坏时有什么不良表现呢？1. 每过坑洼、起伏路面时，车身余波荡漾的弹跳增加、时有金属碰撞的声响从车头前部传来。
2. 车子过弯时因为弹簧上下的震动过大，从而造成轮胎抓地力和循迹性的变差，往往会造成过弯信心不足。
3 有时会听到车的头部位传来“咯咚、咯咚”声响，车辆振动次数增加，感觉车辆没有缓冲、舒适性差。
4. 由于吸收余振的能力减弱或丧失,车辆在静止状态下稍受振动就容易产生车辆报警乱叫.减震器失效、损坏的判断方法：1.车辆后减震器可靠性判断方法：将车放在平坦处，用手向下按压后备箱（高大的SUV后备箱盖打开情况下也进行）然后松开，车辆在维持2-3次的跳跃回弹后停止视为正常。
2.车辆后减震器判断方法：将车放在平坦处，可用力按下保险杠（按压车头部分也行），然后松开，如果汽车有2~3次跳跃回弹，则说明减震器工作良好。
3 在低速行驶的状况下，突然急刹车，如果发现汽车抖动比较厉害，并且人体感觉不舒服，那么减震器损坏的可能性就非常大了。
4 .汽车在道路条件较差的路面上行驶10km左右后停车，用手摸减震器外壳，如果感觉外壳温度没有一定的热量、或者一直就是冰凉的话，说明减震器内部无阻力，减震器工作不正常。
5.将车辆举升又或者将车轮打则，检查减振器外观，如有明显油渍（一般是超过总长度1/2）建议更换。
6.将减震器防尘套掰开，如果看到缓冲块胶套有破损，大部分情况减震器也受到了严重的冲击而损坏或影响不好了。
7.拆卸后的检测减振器在放松的状态用手推拉减震器挺杆5—8次；减振器最后能自动伸出，以最后2-3次的推拉感觉对减震器阻尼力进行判断，如果收放有适当的助尼力且最后又能自然伸出，则表明减振器是正常的。
更换减震器的必要的工具：1. 棘轮套筒板手.用梅花开口板手也行.2. 加力套管，可用镀锌水管代替.3.减震弹簧压缩工具.4.随车工具.下面进入全面的拆装过程(于前悬架减震器为例）：一.拆除汽车轮胎，用随车工具“烟斗头”将汽车轮毂螺母扭松，螺母依然带在螺栓上不取下，将汽车前轮支起来后，再将轮毂螺母取下，注意,如果先将汽车支起再松螺母，由于车轮可以轻松转动，螺母将取不下来。
动力减振器的基本原理及其主要的设计步骤
动力减振器的基本原理及其主要的设计步骤一. 动力减振器的基本原理动力式减振器是用弹性元件把一个附加质量块连接到振动系统中，利用附加质量M2的动力作用，使附加质量M2作用在系统上的力与系统的激振力大小相等、方向相反，从而达到消振、减振的作用。
其基本原理图如下所示：其动力学运动方程可表示为：以无量纲频率λ为横坐标，以动力放大因子B1/δst为纵坐标作图，可得到其幅频特性曲线，如图2所示。
其中B1为振幅，δst为主系统在激振力力幅P0作用下的静变形。
从图中可以看出以下几个方面的特征：1. 无论阻尼ζ如何，幅频响应曲线均通过P、Q两点，也就是说频率比位于P、Q两点的频率比λ1、λ2的值时，主系统的受迫振动的振幅与阻尼ζ无关。
2. 令ζ=0的B1/δst与ζ=∞的B1/δst 值相等，就可求得P、Q 的横坐标值λ1、λ2。
式中：μ为减振器质量与主体结构的质量比，α为减振器与主体结构的固有频率比。
3. 既然无论ζ值如何，幅频响应曲线均通过P、Q两点。
因此，B1/δst的最高点都不会低于P、Q两点的纵坐标。
为了使减振器获得较好的效果，就应该设法减低P、Q两点，同时使两者相等，且为曲线上的最高点。
研究工作表明为了使P、Q相等需适当选择频率比α。
经计算最佳频率比为：由此可得到最佳阻尼比为：二. 动力减振器设计步骤1. 根据主系统的振动情况，测定振动频率ω，计算主系统的固有频率和振幅放大系数B1/δst 。
然后根据要求计算质量比μ的值。
2、测定主系统的静刚度K1，然后算出主系统的当量质量M1，由M1和μ值，计算减振器质量M2 。
3、计算最佳频率比αop。
由αop、 M2、 M1及K1计算减振器弹簧刚度K2。
4、计算减振器最佳阻尼比ζop 及相应的阻尼系数Cop：最后根据相关的参数对动力减振器进行设计。
本文由声振之家参考百度文库中的《减振器动力学模型》讲义的部分内容整理而成。
减震器验收标准
减震器验收标准一、减震效果评估1.1测试设备：振动测量仪、压力传感器、温度传感器等。
1.2测试方法：在减震器安装前后分别对设备进行振动和压力测量，记录数据并进行对比分析。
1.3测试标准：减震效果应达到设备运行状态明显改善，振动和压力值降低至安全范围内。
二、结构完整性检测2.1检测内容：检查减震器的结构完整性，包括各个部件是否齐全、连接是否牢固等。
2.2检测方法：采用目视、手触、简单工具测量等方法进行检查。
2.3检测标准：减震器结构应完整，各个部件连接牢固，无松动、脱落等现象。
三、性能参数验证3.1验证内容：检查减震器的性能参数是否符合设计要求，包括阻尼系数、承载能力、响应频率等。
3.2验证方法：根据减震器的设计参数进行实际测试，记录测试数据并与设计数据进行对比分析。
3.3验证标准：减震器的性能参数应符合设计要求，误差在允许范围内。
四、耐久性测试4.1测试内容：对减震器进行长时间运行测试，检测其性能衰减情况及结构完整性变化情况。
4.2测试方法：在规定时间内连续运行减震器，定期检测其性能参数和结构完整性。
4.3测试标准：减震器在长时间运行后，其性能衰减应符合设计要求，结构完整性无明显变化。
五、安全性验证5.1验证内容：对减震器的安全性进行验证，包括是否会对周围人员和环境造成危险。
5.2验证方法：根据相关安全规范进行安全性评估。
5.3验证标准：减震器应符合相关安全规范要求，不会对周围人员和环境造成危险。
六、外观质量检查6.1检查内容：对减震器的外观质量进行检查，包括表面处理、结构尺寸、色泽等。
6.2检查方法：采用目视、手触等方法进行检查。
6.3检查标准：减震器外观质量应达到色泽均匀、结构尺寸符合设计要求，表面处理良好，无明显缺陷。
七、安装精度检测7.1检测内容：对减震器的安装精度进行检查，包括安装位置、平整度、固定方式等。
7.2检测方法：采用测量工具进行实际测量。
摩托车和轻便摩托车减震器技术条件和试验方法
QC/T××××–200×摩托车和轻便摩托车减震器技术条件和试验方法（送审稿）1 范围本标准规定了摩托车和轻便摩托车减震器技术要求、试验方法、检验规则、产品标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于两轮摩托车和轻便摩托车减震器，无液压阻尼器的减震器也可参照相关条款执行。
不适用于各种赛车和三轮摩托车减震器。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T1239.2 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件GB/T6461 金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级GB/T10125 人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T11379 金属覆盖层工程用铬电镀层3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1减震器总成shock absorber assembly由减震弹簧、阻尼器及连接件等组成的总成，简称减震器。
3.2液压阻尼器 hydraulic damper以液压节流方式起阻尼作用的部件，简称阻尼器。
3.3示功特性 force — stroke characteristics阻尼器在规定行程和速度（最大速度）下，两端作相对简谐运动时，其阻力随位移变化的关系曲线，亦称示功图。
在示功图中，行程中点的阻力为规定速度下的阻力，压缩侧的阻力称压缩阻力（F y）、复原（伸长）侧的阻力称复原阻力（F f）。
3.4速度特性 force — velocity characteristics阻尼器在规定行程和多种速度下，两端作相对运动时，其阻力对多种速度变化的关系曲线。
3.5温度特性force — temperature characteristic阻尼器在规定行程和速度及多种温度下，两端作相对运动时，其阻力随温度变化的关系曲线。
减震器内部结构和工作原理分析研究OK解析
0.052 170±47 460±75
阻尼力
0.078
0.131
260±56 550±85
500±85 540±90
备注
0.262 1170±146
650±95
0.524 1560±195 850±115
路面振动的输入速度是连续的，有无穷多个速度，也有 无穷多个阻尼力要求，最佳的要求就是每个速度点的阻 尼力都合乎衰减的要求，但考虑到经济性及实用性，一 般都控制一定数量的速度点的阻尼力
拆解
4/11
后减振器
减振器内部结构和工作原理分析研究
5/11
2 内部构造及部件作用
2.4 活塞阀零件及作用
区分
图片
低速泄漏阀片
弯曲阀片
弹簧
调节方式
衡量指标
总的通流面积
改变该阀片上开口的数量、 宽度和阀片的厚度
该面积越大，低速时对油液的限流作用越弱；
总的通流面积=泄漏口数量×泄漏口开口宽度× 阀片厚度
9/11
4 功能及原理
4.3 理论背景
1) 图1中质量M变形Xo，然后放手，那么从放手的瞬间开始质量M开始振 动,在无任何阻力的情况下，受到弹簧的弹力重复做如图1的特定固有振动 频率的周期运动。
振动
时间
图1
2) 在图2中，安装了阻尼器“C”，在加上同样的变形后放手，随着时间 振幅减少，特定的周期运动被吸收。因此，若要抑制振动，则要如图2 安装阻尼器“C”，产生相应的抵抗力，衰减振动。
直道路面
转弯失灵 转弯时倾斜速度较快，方向盘有 失灵倾向
刹车失灵 刹车制动时向前冲势较猛，制动 距离较长
更换减振器后
弯道路面
刹车时
更舒适 上下颠簸感、细小震动减少，使 乘坐更加 平稳舒适
减振器教程
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(二)单筒充气减振器 见简图2 1.减振器阀系组成方面讲:2个阀 (1)复原阀 (2)压缩阀 2.内部其它结构特点: (1)只有一工作缸无贮油缸 (2)连杆(活塞杆) (3)活塞系统 (4)导向、密封系统 (5)工作缸中有一浮动活塞用以隔断油液与气体
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附录: 减振器功能正常时，在没有专用示功机检测的情 况下，按以下方法判定是否漏油。 1.在不拆卸减振器的情况下擦干净外表面油污，接着 行驶5公里，如没有新的油污形成(不超过50mm)，视 为减振器正常。 2.当行驶5公里后，目视减振器上端有新油污大面积 形成（超过50mm）且有油液潴留时，可判定为减振 器漏油。
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二.减振器的试验 1.示功试验：示功试验是将减振器一端固定，另一端做简 谐运动或类似简谐运动时记录减振器两端相对位移与阻力 关系的试验。 －－－这种记录位移与阻力关系的图形称之为“示功图” －－－“示功图”封闭曲线所包容的面积，表示减振器在 这个往复循环所吸收的功。所以称之为“示功图”。 “示功图”作用： (1)测量复原阻力、压缩阻力值。 (2)从“示功图”上可以检查减振器工作是否正常，并判断 工作异常的原因。 (3)减振器生产时100％进行示功试验。
(四)减振器对汽车性能的影响 1.对汽车平顺性的影响: (1)平顺性所谓汽车平顺性是指汽车正常使用时, 不因行驶过程中所产生的振动与冲击使人体感到 不舒适,疲劳甚至损害健康的性能.对于货车还包 括不致使货物因振动和冲击收受损坏的性能; (2)舒适性：指为乘员提供舒适、愉快、便利的乘 坐操作环境和条件的性能。 平顺性与舒适性的区别: 舒适性不仅包括了平顺性，还包括了低噪音、 适宜的空气调节、良好的乘坐性能、良好的驾驶 操作性能等要求。 (3)汽车悬架的主要作用是保证汽车的平顺性，减 振器的作用则是与弹性元件匹配协调使悬架能尽 可能地发挥其作用。
YJK减震结构设计
7
消能减震分析方法
《建筑消能减震技术规程》3.3.1条文说明：
“一般情况下宜采用静力弹塑性分析或者弹塑性时程分析方法，但当主体结构构件基 本处于弹性工作阶段时，可采取弹性分析方法，如基于等价线性化的振型分解反应谱 法做简化估算，主体结构和消能器所处的状态及适合的分析方法可选下表”。
主体结构 弹塑性 弹塑性 线性 线性
03
6
规范规定
《建筑消能减震设计规范》JGJ297-2013第4.1.2条第2、3款： 2 当消能减震结构主体结构处于弹性工作状态，且消能器处于非弹性状态时， 可将消能器进行等效线性化，采用附加有效阻尼比和有效刚度的振型分解反 应谱、弹性时程分析法，也可采用弹塑性时程分析法。 3 当消能减震结构主体结构进入弹塑性状态时，应采用静力弹塑性分析方法 或弹塑性时程分析方法； 《抗规》12章： 当主体结构基本处于弹性工作状态时，可采用线性分析方法做简单 估算； 消能减震结构的阻尼比由主体结构的阻尼比和消能部件附加给结构 的有效阻尼比组成；
2、在直接积分时程法菜单中进行该地震波下的时程计算
从以上曲线可以看出，小震下屈曲约束支撑已 经进入一定的耗能阶段，但是耗能较小，接近 弹性状态。
44
有控结构小震直接积分时程法计算
3、结果查看：滞回曲线
层间位移最大的2层所在的BRB滞回耗能较大， 刚度有所退化，但退化不大，1层和3层的基本 处于弹性阶段，刚度基本没有发生退化，接近 初始刚度60000kN/m。
位移相关型：位移相关型可以有效的增加结
构阻尼比，同时增加结构刚度，因此加入位移相 关型消能器后结构的周期变短，阻尼比增加。
03
速度相关型消能器
01
速度相关型：增加结构的阻尼，
不提供刚度，不改变结构周期。
减震器结构分析讲解
减震器结构分析一、设计背景随着科技的进步，机器人逐渐的进入了我们的生活，机器人节省了很多人力，成为了非常方便的家庭助手。
机器人是一种可以输入编程控制其运动和多功能的，机器人可以用来搬运材料、一些零件、使用工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门执行系统。
它是人工智能控制技术的综合试验机器，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，研究机器人它们相互之间的关系。
还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。
不过机器人毕竟是机器，运动过程中会出现一些颠簸的状态，长时间会影响其工作效率。
所以在机器人运动会的对话要考虑到在其运动过程中在利用机器人的时候要考虑它的减震效果，在考虑减震效果的同时，还要保证不能影响机器人的正常运动，不能给机器人增加载荷，通过对现在科技的考虑，并且还有机器人运动过程中所会产生的一些不定性因素，系统错误，外观损坏等，考虑这些因素，本次设计了一种减震机构，可以减少机器运动时的损坏，很好的保护机器人的运动状态，降低维修成本。
本文设计了一种避震机构，可以有效的减少机器人工作时的颠簸状况，节省下维修机器人的人力与物力。
二、设计思路机器人是一个可以通过输入程序自主运动的机器，机器人的运动具有很大的灵活性，并且机器人的运动有时可以像人一样自由，对于一些情况下非常方便使用，不过机器人结构比较复杂，如果损坏维修也比较困难，机器人的损坏包括内在因素和外部与因素，内在因素无非就是一些系统出错，外部因素是摔倒，颠簸等。
对于外部因素，可以考虑让机器人运动更加稳定和减少颠簸，所以就想出了设计一种假期人减震器。
在本次的避震器结构设计中，同时设计避震器时要考虑到不能干涉机器人的正常工作，所以对于机器人的驱动装置的选择尤为重要。
现代机器人普遍使用和人类一样的过不来的方式，两手两脚。
但是人类的灵活性是机器人模仿不来的，机器人的关节多，控制系统就越复杂，运动反应就会相对来说迟缓一点，并且损坏率也大一点。
建筑减震结构设计流程
建筑减震结构设计流程一、确定设计目标在进行建筑减震结构设计之前，必须明确设计目标。
设计目标应包括建筑的使用功能、结构安全等级、地震动参数等。
根据这些目标，初步确定建筑的结构形式和总体布局。
二、结构分析对建筑进行地震作用分析，包括地震烈度、地震动峰值加速度等参数的确定。
利用专业软件对建筑进行地震反应分析，获得结构在地震作用下的位移、加速度、速度等反应。
根据结构分析结果，对建筑的抗震性能进行评价，确定需要采取的减震措施。
三、减震措施设计根据结构分析结果，针对建筑中需要采取减震措施的部位，提出具体的减震措施方案。
对减震措施进行详细设计，包括减震器的选型、布置、参数设定等。
对减震措施的有效性进行评估，确保其能够有效地降低建筑的地震反应。
四、结构设计优化根据减震措施方案，对建筑的结构形式进行优化，提高建筑的抗震性能。
对结构的细部构造进行设计，确保其符合抗震要求，提高结构的整体性。
对结构设计进行反复优化，直至达到最佳的抗震效果。
五、施工图设计根据优化后的结构设计方案，绘制详细的施工图纸。
在施工图纸中明确标注材料的规格、尺寸、连接方式等要求。
提供详细的施工说明和技术要求，确保施工质量和安全。
六、施工监督在施工过程中，对施工质量和进度进行监督和管理。
对施工现场出现的问题及时进行处理和反馈。
对施工过程进行记录和资料整理，为验收检测提供依据。
七、验收检测在施工完成后，对建筑进行全面的验收检测。
检测内容包括建筑的使用功能、结构安全性、减震措施效果等。
根据检测结果对建筑进行评估，确保其符合设计要求和相关标准。
八、维护管理在使用过程中，定期对建筑进行维护和检查。
对建筑的结构安全性和减震效果进行监测和维护。
在需要时，对减震设施进行更换或维修，确保其有效性。
汽车减震器的设计
设悬架刚度为k，簧上质量为m，根据公式可以求得f为固有频率：
（2.1）
车辆的总范围上下移动：跳跃范围70～120mm，下冲程80～120mm。把与车辆参数和不同的悬架刚度转换成系统固有震动频率为1～2Hz[7].
由于减震器为普通汽车减震器，主要是处于路况比较好的路面上。因此在驱动时的震动频率会比较高。固取减震器系统固有频率f＝1.5Hz，而m＝1200kg，则根据上式k＝10800
单筒式减震器结构简单，减少了一套阀门系统。它在缸筒的下部装有一个浮动活塞，(所谓浮动即指没有活塞杆控制其运动)，在浮动活塞的下面形成一个密闭的气室，充有高压氮气。上面提到的由于活塞杆进出油液而造成的液面高度变化就通过浮动活塞的浮动来自动适应之。
图1-1单筒式减震器的结构图
双筒式是指减震器有内外两个筒，活塞在内筒中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。所以双筒减震器中要有四个阀，即除了上面提到的活塞上的两个节流阀外，还有装在内外筒之间的完成交换作用的流通阀和补偿阀。
充气式减震器也是运用较多的减震器。充气式减震器又称为单筒式减震器，其缸筒下部装有浮动活塞，工作原理与双筒式液力减震器类似。其优点是减少了一套阀门系统，仅有压缩阀和伸张阀，结构得到简化，浮动活塞下方构成的密闭气室内充有高压气体，可减少高频震动。其缺点是对油封密闭性要求搞，充气工艺复杂，在缸体变形时，减震器即失效，不能修理，只能更换。
2.1.3
减震器阻尼系数 。悬架的固有震动频率 ，所以理论上 。其实应根据减震器的安装方式来确定阻尼系数。例如，减震器有如下三种安装方法，则应选择b的安装位置。减震器阻尼系数 用下式计算：
图2-3减震器安装位置
液压减震器结构分析(图)(20210304120557)
“阻尼”在汉语词典中的解释为：“物体在运动过程中受各种阻力的影响，能量
逐渐衰减而运动减弱的现象”。阻尼器就是人造的物体运动衰减工具。
为了防止物体突然受到的冲击，阻尼在我们现实生活中有着广泛的应用，比如汽 车的减震系统，还有弹簧门被打开后能缓缓地关闭等等。
A
B
C
导流孔
为了了解减震器的工作原理，我们把防尘罩和弹簧去掉，直接看到阻尼器（见图 一）。
液压阻尼器利用液体在小孔中流过时所产生的阻力来达到减缓冲击的
效果。
红圈中是活塞，它把油缸分为了上下两个部分。当弹簧被压缩，活塞向下运行, 活塞下部的空间变小，油液被挤压后向上部流 动；反之，油液向下部流动。
不管油液向上还是向下流动，都要通过活塞上的阀孔。油液通过阀孔时遇到阻力, 使 活塞运行变缓，冲击的力量有一部分被油液吸收减缓了。
阻尼器的种类很多，有空气阻尼器、电磁阻尼器、 液压阻尼器等等。我们凯越车 上使用的是液压阻尼器。
大家知道，弹簧在受到外力冲击后会立即缩短，在外力消失后又会立即恢复原状， 这样就会使车身发生跳动，如果没有阻尼，车轮压到一块小石头或者一个小坑时， 车身会跳起来，令人感觉很不舒服。有了阻尼器，弹簧的压缩和伸展就会变得缓 慢，瞬间的多次弹跳合并为一次比较平缓的弹跳， 一次大的弹跳减弱为一次小的 弹跳，从而起到减震的作用。
下面是压缩行程示意图，表示减震器受力缩短的过程。
图二为活塞向下运行，流通阀开启，油缸下部的油液受到压力通过流通 阀向油 缸上部流动。
图三为活塞向下运行，压力达到一定程度时，压缩阀开启，油缸下部的 油液通
过压缩阀流向油缸外部储存空间。
减震器设计的研讨项目
３．纪录
(1)有无漏油 (2)试验前后的阻尼力试验结果 (3)有无其他异常现象发生
振荡器
放大器 变位计
减震器设计研讨项目
3.试验方法-滑动阻抗试验
１．试验条件
(1) 试验室温度
常温
(2) 试验样件温度
20±3℃
(3) 加振全振幅（行程） 5～60mm
(4) 加振速度（活塞速度）0.05m/s以下
(5) 横向载荷
当事者之间协商
(6) 加振位置
当事者之间协商
(7) 加振方向
直立铅直
的液压油流量，调整 阻尼力
减震器设计研讨项目
控制机构 (1)
• 调整活塞阀和和回油阀上的流路面积来控制阻尼力。 ・減衰力はピストンバルブ、ベースバルブの流路面積で制御。 • 流路面积的大小 ⇒ 流路的阻尼 ⇒ 推力大小。 ･流路面積が小さい ⇒ 流体抵抗が大 ⇒ 現推力が大 • 节流孔、回流口 ・ピ与スト活ン塞バ阀ル和ブ、回ベ油ース阀バ一ル起ブ构共成に了工作液体的流路。 『オリフィス』、『バルブ』、『ポート』でオイル経路が構成される。 • 根据需要的变形速度，可独立或组合地调整流路面积 ・変的位大速小度に。伴い、独立、又は、組合せで流路面積の大きさを調整。
この这時时の，減回油衰口値决特定性了を阻『ポ尼ー力ト大特小性。』 と呼ぶ。
活塞高速范围的阻尼力特性被称为【回油口特性】。
・ポート特性は路面の急激な変化時の性能に影響する。 • （回段油差口を特乗性り越主え要た影場响合车等辆。在） 急剧变化路面上的特性。
例如车辆越过路面台阶时。
减震器设计研讨项目
３．纪录
(1) 声压值（最大声压值）
(2) 暗噪声声压值
减震器设计研讨项目
减震设计规范及设计流程
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磁流变液减震器的设计开发和试验验证
收稿日期:2006-10-20作者简介:周 金宏(1952-),男,高级工程师,博士生导师.E -mail:zhouhong@mai 磁流变液减震器的设计开发和试验验证周 金宏,郭岩峰,闵 坚,陈栋华(同济大学中德学院,上海 200092)摘要:首先根据磁流变液减震器工作原理,即磁流变液减震器通过线圈电流改变磁场调节磁流液在阻尼通道中的流动实现对减振器阻尼力的控制,并根据此原理试制出了减震器.其次根据减震器试验标准,对设计的减震器进行台架试验;在试验过程中对力传感器和位移传感器进行了标定,然后采集力信号及位移信号,并对试验数据进行了分析.关键词:磁流变减震器;工作原理;台架试验;标定;分析中图分类号:T H 122 文献标识码:B 文章编号:1672-5581(2007)01-0082-04Design and verification of the magnethorheological damperZ H O U Hong ,G UO Yan -f eng,MIN Jian,C H EN Dong -hua(Chinese -German S chool,Tongji University,Shanghai 200092,China)Abstract :In this paper,a novel damper is developed based on working principles of the m agnethorheological (MR)damper,viz.,based on the notion that the coil current can alternate the magnetic field,the mag -nethorheological liquid flow is adjusted in damping channels so as to control its damping forces.Afterw ards,a bench test is conducted according to damper testing standards.In the testing process,a dynamom eter and a displacem ent transducer are demarcated.Finally,the force and displacement signals are sampled and ana -lyzed.Key words :m agnetorheolog ical damper;w orking principle;bench test;demarcation;analysis目前一般使用的减震器为固定的橡胶减震器,这种减震器只能适应某一特定的运行状况.为了提高行驶安全性及舒适性,必须设计一种能够适应不同行驶状况的减震器.为此目的开始研究主动减震器及相应的试验台.通过应用磁流变液来实现所要求的主动特性.磁流变减震器是一种阻尼可控器件,其工作原理是调节励磁线圈中的电流获得不同强度的磁场,使阻尼通道中磁流液的流动特性发生变化,从而改变减振器的阻尼力.磁流变减振器具有调节范围宽、功耗低、响应速度快、结构简单等特点,在汽车、建筑、航空航天等领域具有广阔的应用前景.1 磁流变液减震器的设计及制造1.1 传统磁流变阻尼器的结构和工作原理磁流变阻尼器是以磁流变体这种新型的智能材料作为阻尼器的工作液,称之为磁流液,并在阻尼器的活塞轴上缠绕电磁线圈,线圈产生的磁场作用于磁流液,通过控制电磁线圈电流的大小来改变磁流液的屈服应力,实现阻尼可调的目的.根据磁流液在阻尼器中的受力状态和流动形式的不同,磁流变阻尼器可分第5卷第1期2007年1月中 国 工 程 机 械 学 报CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCT ION MACHINERY Vol.5No.1 Jan.2007为流动模式、剪切模式、挤压模式以及这三种基本模式的任意组合.流动模式的磁流变阻尼器简化结构如图1a 所示,其上下极板固定不动,磁流液被限制在静止的两磁极之间,在压差作用下磁流液流过极板间隙,而流动阻力则通过磁场强度来控制.这种结构的阻尼器最为简单,但同等条件下最大阻尼力较小.剪切式磁流变阻尼器的简化结构如图1b 所示,磁极间有相对运动(移动或转动),这种运动使磁流液处于剪切状态,靠流体间的磨擦作用带动流体运动,通过改变磁场可连续改变切应力与切应变率的特性.挤压模式磁流变阻尼器的简化结构如图1c 所示,磁极在与磁场几乎平行的方向上移动,磁流变液处于交替拉伸、压缩状态,并发生剪切.虽然磁极的位移量较小(几毫米以下),但是产生阻力却很大,由于一个磁极要做与磁场平行的运动,所以该类阻尼器结构较为复杂[1].图1 磁流变阻尼器的基本工作模式Fig.1 Basic work model of the magnethorheological damper剪切阀式磁流变阻尼器工作于剪切和流动的组合模式,兼有剪切模式和流动模式的优点,具有结构简单、磁路设计比较方便、出力大等优良特性,应用前景更为广阔.其工作原理为阻尼器内腔充满了磁流液,活塞在工作缸内作往复直线运动,活塞与缸体发生相对运动,挤压磁流液迫使其流过缸体与活塞间的间隙时,在没有磁场作用下,磁流液以牛顿流体作粘性流运动,符合牛顿流体的本构关系;当加上磁场后,磁流液就会瞬间由牛顿流体转变为粘塑体,粘度呈数量级地提高,流体的流动阻力增加,表现为具有一定屈服应力的类似于固体的本构关系.此时磁场对磁流液材料的作用可用宾汉姆体(Bingham )本构关系进行如下描述:= y (B)sg n ( )+ , y=0, < y(1)式中: y 为与磁场有关的临界屈服应力;B 为磁感应强度; 为磁流液的塑性粘度; 为剪切率.根据剪切阀式磁流变阻尼器的结构,利用平板计算模型,可得阻尼力的计算公式为F(t)=12 LA2p Dh 3+L D h u (t)+3L A ph +L D y sgn [u(t)](2)图2 减震器装配图Fig.2 Installation diameter of the magnethorheological damper式中: 为磁流液的动力粘度;L 为活塞的长度;A p 为活塞受到压力的有效面积;D 为活塞的直径;h 为空气间隙(工作间隙)厚度;u(t)为活塞与缸体的相对流速.由式(2)可以看出剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼力可以看作两项,其中第一项与流体的动力粘度和流速有关,基本反映的是普通流体的粘滞特性,可称之为粘性阻尼力;第二项与流体的屈服剪应力有关,可称之为库仑阻尼力,是磁流变阻尼器的可调阻尼力,反映了磁流变阻尼器特殊的电控特性[2].1.2 减震器的结构设计本文设计的减震器是基于流动模式,如图2所示.该减震器由左右轴、盖板密封、金属泡沫、壳体、线圈、线圈支架、盖板、防尘圈、防尘圈盖板、导向带、密封圈、油孔、端板、中间板、套筒及活塞杆组成.左右轴与活塞杆通过螺纹连接起来,然后通过两个端板及中间板将两个金属泡沫压紧,这样活塞杆运动的时候同时能带动金属泡沫一起运83 第1期周 金宏,等:磁流变液减震器的设计开发和试验验证动.首先通过油孔将磁流液注入减震器内,在注入的时候要分几次进行,要等上次注入的磁流液完全进入金属泡沫内再接着注入,直到加满为止.然后拧紧油孔螺帽,在螺帽和油孔之间要加上密封圈,防止减震器运动的时候磁流液外泄.在线圈两端接上电流,通过改变电流来改变金属泡沫内的磁场强度,进而可以改变减震器的阻尼力.2 磁流变减震器试验及数据分析前文对磁流变减震器工作原理做了理论分析,本节主要对该减震器进行试验及试验数据分析研究.图3 减震器试验台图Fig.3 Diagram of of the m agnethorhe -ological damper s test bed 2.1 试验台设计图3是本文设计的减震器试验台架,主要包括激振器、减震器支架、位移传感器、力传感器.首先将减震器的左端通过螺栓与力传感器的右端连接起来,然后将力传感器的左端与激振器的右端连接起来.同样,减震器的右端通过螺栓与位移传感器的左端连接起来.值得注意的是,要将减震器的活塞杆置于中间位置,保持两边对称.使用正弦信号发生器产生正弦信号,正弦信号经功率放大器放大后接入激振器,那么激振器就可以带动减震器来回振动了.激振器的最大行程为13mm,能产生的最大作用力为445N.通过位移传感器及力传感器可以将测量过程中的位移信号和力信号记录下来,通过Matlab/XPC 数据采集系统可以对数据进行采集及记录.最后通过M atlab 对数据进行处理分析[3].2.2 传感器标定2.2.1 位移传感器标定在测量之间必须对位移传感器进行标定.使用三坐标铣床对位移传感器进行标定.三坐标铣床的测量精度为0.01mm,这对于位移传感器标定来说精度已经足够了.首先将位移传感器的一端固定在铣床的基座上,然后将传感器的活动端固定在铣床的钻头上,这样铣床运动多少传感器就会运动多少,从而可以借助铣床对位移传感器进行标定.图4 位移传感器标定Fig.4 Displacement sensor s calibration 标定时首先将位移传感器调到中间位置,记录下当时的电压值,然后使铣床沿z 轴向上运动,每次向上运动1mm,都要记录下当前的电压值.当铣床向上运动10m m 后停止,然后反方向运动,仍然要记录当前的电压值,将往返两次的电压值做算术平均,这样就可以得到位移与电压的关系,标定结果如图4所示.从图4中可以看出,在-7~+2mm 之间传感器线性较好,在测量时可以使用这一段.本文设计的磁流变液减震器行程为6mm ,所以此位移传感器的线性范围已经足够.2.2.2 力传感器标定将力传感器竖直放在台架上,上面不加任何载荷,用XPc 记录下1min 内的电压值,将此时的电压值进行调零;然后在传感器上放置1kg 标准铁块,同样用XPc 记录下1min 内的电压值,这个电压值就是10N 力对应的数值.这样就完成了对力传感器的标定.2.3 测量结果分析测量直接得到的数据有很多毛刺,要对测量结果进行分析,首先应该对数据进行拟合.图5是典型的测量结果曲线和拟合后得到的曲线.单次测量只能记录某一固定频率、固定电流值时的位移信号及力信号,为了对测量结果进行比较,必须使用不同的激振频率及电流值.首先将电流调为零,此时磁流液就是简单的牛顿流体,改变频率,从3Hz 逐渐增加到10Hz,记录不同频率下的最大阻尼力,然后不断增大电流,依次为0.5,1.0,1.5,2.0,2.5A,对于每一个电流值,重复上述过程,不断增加频率,同样记录该电流值、该频率下对应的最大阻尼力.最后84 中 国 工 程 机 械 学 报第5卷将通上不同电流时测量出来的最大阻尼力减去没有电流时相应频率下的最大阻尼力,就可以得到对比曲线,如图6所示[4].图5 3Hz 时力信号测量曲线及拟合曲线Fig.5 Measure curve and fitting curve offorce signal in 3Hz 图6 不同电流时最大阻尼力改变量Fig.6 Variation of maxim um damping force in different electrical currents从图6可以看出,随着电流的增加,最大阻尼力不断增加.当通上电流时,磁流液就由牛顿流体转变成宾汉流体,从而表现出磁流变效应.随着电流的不断增大,磁流变效应越来越明显,这是由于磁流液的屈服应力不断增大,而磁流液必须首先克服此屈服应力才能流动,从而导致最大阻尼力不断增加.图7 5Hz 时不同电流对应的力位移曲线Fig.7 Force -placement curve corresponding different electrical currents in 5Hz另外频率对最大阻尼力也起着一定的作用,从图6可以看出,当频率从3H z 增大到7Hz 的过程中,最大阻尼力不断增加,这是由于随着频率的增加,运动速度越来越快,从而需要更多的能量来使减震器振动,导致最大阻尼力增加.但是当频率大于7H z 的时候,最大阻尼力反而随着频率的增加而降低.从图6中明显可以看出,激振频率为10H z 时,最大阻尼力下降很多.在前面章节已做过介绍,当线圈通上电流时,磁流变液中的磁性颗粒就会形成链状结构,由于这种链状结构的存在导致产生磁流变效应,从而使最大阻尼力增加,但是如果频率过高的话,这种链状结构就会遭到破坏,导致最大阻尼力下降.由此可见,试验测量的结果和建立的理论模型完全吻合.从图7对试验得到的力位移曲线可以看出,随着电流的增加,位移不断变小,最大阻尼力不断增加.这也与建立的理论模型一致.3 结语综上所述,通过试验得到的结果与前面章节进行的理论分析相一致,通上电流后,磁流变减震器的最大阻尼力明显增加,可以通过改变线圈电流从而改变减震器的阻尼特性.这就意味着,如果电流可控的话,那么磁流变减震器的阻尼力也是可控的,这对车辆减震有着重要的意义.参考文献:[1] 汪建晓,孟光.磁流变液研究进展[J].航空学报,2002,23(1):6-12.W ANG Jianxiao,M ENG Guang.Research of magnethorheology[J].Aviation Journal,2002,23(1):6-12.[2] W INS LOW W M.M ethod and means for translati ng electrical impulses i nto mechanical force:USA,2417850[P].1947-05-08.[3] W INS LOW W M.Induced fi bration of suspensions[J].Journal of Appli ed Physics,1949,20(9):1137-1140.[4] 余心宏,马伟增.磁流变减振系统参数辨识[J].化学物理学报,2001,14(5):65-88.YU Xinhong,M A Weizeng.Parameter identification of magnethorheological damper[J ].Ch emistry Physics Journal,2001,14(5):65-88.85 第1期周 金宏,等:磁流变液减震器的设计开发和试验验证。
减震器内部结构
3.减震器总成主要部件的装配过程动画
二、减震器阀系工作过程介绍
1 压缩行程分析： 压缩行程分析：
减震器受压时，活塞下移，活塞下腔室容积减小，油压升 高，工作液流经活塞上的常通孔顶开通夜片流到活塞上面的腔 室。由于上腔被活塞杆占去一部分，上腔内增加的容积小于下 腔减小的容积，故还有一部分工作液推开压缩阀，流入贮液缸。
图2 压缩行程油液流动方向
图3 给出活塞，图4，5给出压缩时活塞阀系液体流动路线， 图6，7给出压缩时底阀阀系液体流动路线（红色箭头）。
图3 活塞
图4压缩时 活塞阀系液体流动路线
1-螺母； 2-活塞下限位垫圈； 3-活塞调节片； 4-活塞节流片； 5-活塞通液片； 6-活塞； 7-活塞上限位垫圈 图5压缩时 活塞阀系液体流动0
40
60
Am plitude [m m ]
有空程时的示功图
4000 3000 2000 Force [N] 1000 0 -1000 -2000 -3000 -60
-40
-20
0
20
40
60
Am plitude [m m ]
有异常冲击时的示功图
4000
3000
2000 Force [N ]
2500 2000 1500 1000 500 0 0 -500 0.5
第一组
第二组
1
1.5
图15 不同节流片剖口复原阻尼力对比
2.调节片片数或厚度的改变对速度 阻尼曲线的影响 调节片片数或厚度的改变对速度-阻尼曲线的影响 调节片片数或厚度的改变对速度
第一组： 0.25（厚度）×3（片数） 第二组：0.25×1 ，0.2×2 （总厚度减少） 绘制出复原行程阻尼力曲线（图16），并做对比，从图中可 以看出，调节片厚度减少，可以使阻尼力减小。
减震设计流程
减震设计流程减震设计是指在建筑物或工程设施中，采用某种措施来减少地震对结构的影响，保护建筑物和设备的安全。
减震设计流程是指在进行减震设计时应遵循的一系列步骤和方法。
下面将详细介绍减震设计流程的具体内容。
一、调研与规划在进行减震设计之前，首先需要对项目进行调研和规划。
调研包括对地震活动情况、场地条件、建筑物结构特点等进行全面了解和分析。
规划则是确定减震设计的目标和要求，制定项目的整体策略和计划。
二、地震分析与评估在进行减震设计之前，需要进行地震分析与评估，以确定建筑物或设备在地震作用下的受力情况。
地震分析通常采用有限元分析等计算方法，通过模拟地震波的作用，预测结构的响应。
评估则是根据地震分析的结果，对结构的破坏程度和安全性进行评估。
三、减震方案选择在进行减震设计之前，需要选择适合的减震方案。
常见的减震方案包括基础隔震、阻尼器、摆锤等。
选择减震方案时，需要考虑结构的特点、场地条件、经济性等因素，并进行综合评估和比较，选择最优的方案。
四、减震设计与计算在选择减震方案后，需要进行减震设计与计算。
减震设计包括结构参数的确定、减震器的布置与安装等。
减震计算则是根据减震设计的要求，对结构进行力学计算和分析，以确定减震器的尺寸、刚度等参数。
五、施工与监测在完成减震设计与计算后，需要进行施工与监测。
施工是指按照设计要求，对减震器进行安装和调试。
监测则是对减震器在使用过程中的性能进行实时监测和评估，以确保减震效果的有效性和稳定性。
六、维护与管理在减震设计完成后，需要进行维护与管理。
维护是指定期对减震器进行检查和保养，以确保减震器的正常运行。
管理则是对减震器的使用情况进行记录和分析，以不断改进减震设计和管理策略。
总结：减震设计流程是一个系统工程，包括调研与规划、地震分析与评估、减震方案选择、减震设计与计算、施工与监测、维护与管理等一系列步骤。
在进行减震设计时，需要全面考虑建筑物或设备的特点和要求，选择适合的减震方案，并进行准确的设计与计算。
机动车减震器制作流程展示，真不简单！
机动车减震器制作流程展示，真不简单！为了使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性，汽车悬架系统上一般都装有减震器，汽车上广泛采用的是双向作用筒式减震器。
减震器是汽车使用过程中的易损配件，减震器工作好坏，将直接影响汽车行驶的平稳性和其它机件的寿命，因此应使减震器经常处于良好的工作状态。
悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减振动，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。
此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。
在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。
减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。
因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。
(1) 在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。
这时，弹性元件起主要作用。
(2) 在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。
(3) 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。
在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。
来看看减震器是如何制造的。
双向作用筒式减振器工作原理说明。
在压缩行程时，指汽车车轮移近车身，减振器受压缩，此时减振器内活塞3向下移动。
活塞下腔室的容积减少，油压升高，油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室（上腔）。
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减振器内部结构设计验证步骤
产品内部结构设计要求和步骤：
1 参照样品的阻尼特性；
2 根据样品阻尼特性，制订ADD产品的初步设计方案（复原和压缩）；
3 制作5支产品（使用同批次材料和零部件），测试其产品性能；
4 将5支产品的性能参数和样品进行比较；
4.1 如果比较的结果是可以接受的话，则取各速度下阻尼的平均值作为本产品的基值；
4.2 如果比较的结果是不可以接受的话，则重新设计结构并制作样品。
5 产品的公差：参照有关国家和本企业标准，或客户特殊要求（如果有的话）。
6 在产品批量生产时，生产部按照研发部给定的内部结构清单进行装配，由研发部，
质量部和生产部对前50只产品的性能进行监控并进行记录，并对内部结构进行验证。
XX-PCD-RD-001.A1W。