空气弹簧动力学特性分析

空气弹簧动力学特性分析

担架支架是伤员运送车辆在行驶途中承载、固定卧姿伤病员

担架的主要设备。担架支架的隔振系统设计在很大程度上决定了

伤病员在运送途中的乘卧舒适性。性能优异的担架支架隔振系统

能有效提高伤员运送车辆的运送能力。空气弹簧是较为合适的可

用于担架支架系统的隔振器,它是利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件。作为隔振元件,空气弹簧具有非线性变刚度特性,通过内压的调整,可以得到不同的承载能力;承受轴向载荷和径向

载荷,可产生相对较好的缓冲隔振效果;还具有结构简单、安装高

度低、更换方便、工作可靠、质量轻、单位质量储能量高等优

点。将空气弹簧增加附加气室能显著降低空气弹簧的刚度及固有

频率。本文对应用于急救车担架支架装置的空气弹簧隔振器的动

态特性进行了理论分析、实验测试、实验建模等方面的研究,为今后进一步研究半主动控制的空气弹簧隔振系统提供了参考依据。

本文首先介绍了空气弹簧的研究与发展现状,对空气弹簧的性能和优缺点进行了比较。并对空气弹簧的动力学特性进行研究,推导了空气弹簧动刚度计算公式,分析了其动力学特性的影响因素,

建立了带附加气室与不带附加气室空气弹簧的力学模型。

其次做了空气弹簧的动力学特性实验,得到如下结论:不带附

加气室时,当初始气压、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加;当激振频率增加时,空气弹簧的动刚度随之减小。空气弹簧的

固有频率几乎保持不变。而带附加气室空气弹簧在节流孔孔径4-7mm范围内,当孔径增大时,空气弹簧动刚度随之减小;当初始气压、激振频率、激振振幅增加时,空气弹簧动刚度随之增加。在高频(8Hz)左右时,振幅、频率的变化对动刚度的改变已不明显。在低频率时,带附加气室能显著降低空气弹簧的动刚度,而在较高频率时,带附加气室会使空气弹簧的动刚度增加。

最后对带附加气室空气弹簧力学模型进行了简化,通过实验数据运用最小二乘法对模型参数进行了识别,并用四个指标对模型拟合精度进行了评价。分析结果表明误差较小,模型能够比较准确的反映出应用空气弹簧隔振器的力学特性。