摩托车减震器毕业设计论文(编辑修改稿)

摩托车减震器毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

    （ 330） 因此小孔节流产生的局部阻尼力为 : .39。 3 2 2 2 2 21 ( ) ( ) / 12 8 ( )f ni ni so fP pA d d d x t A      （ 331） 式中 : 39。 A 为活塞的截面积， 2m。 减震液流过补偿阀的流动可看作环形 缝隙的流动，环形缝隙的进出口端压差与流量之间的关系为 : 39。 312 /CBp l Q B （ 332） 因此，流过复原阀的阻尼力为 : 39。 32 1 2 /f k k C BP p A A l Q B   （ 333） 13 式中 : kA 为阀片开启后的节流面积， 2m。 综合式 (3 一 31)和 (3 一 33)，复原阻尼力可表示为 : 12f f fP P P   .3 2 2 2 2 2( ) ( ) / 128 ( )ni ni so fd d d x t A   + 39。 312 /k CBA lQ B （ 334） (2)高速工况 (v) 随着复原行程中活塞运动速度的增大，当 A、 B 腔间的油液压力差大于弹簧 预紧力时，复原阀开启， A 腔一部分油液通过复原阀流入 B 腔，缓解了 A、 B 腔 间的压力差，限制了复原阻尼力的快速增长。 此时，流过复原阀片的流量 与压差的关系式根据复原阀结构形式的不同而有所不同，对于圆环形平面缝隙节流，有如下关系式 : 39。 3 39。 12/ 6 ln ( / )ABQ h p r r （ 335） 式中 : 39。 ABQ 为通过复原阀排入 B 腔的油量， ms3/s。 r 1 为复原阀片外圆半径，m。 2r 为连杆小孔半径， m。 h 为复原阀 片的开度， m。 39。 p 为复原阀开启后 A、 B腔间的压力差， Pa. 则流过复原阀的阻尼力为 : 39。 39。 2 39。 33 1 23 l n ( / ) / 2f A Bp p A r r D Q h   (336) 此时，阻尼孔与复原阀为并联连接， A 腔流入 B腔的总流量是复原阀流量 加上阻尼孔流量。 综合式 (3 一 31)、 (3 一 33)和式 (3 一 36)，复原阻尼力可表示为 : 12f f fP P P+ 3fp = .3 2 2 2 2 2( ) ( ) / 128 ( )ni ni so fd d d x t A   + 39。 312 /k CBA lQ B+ 2 39。 3123 ln ( / ) / 2ABr r D Q h (337) 在压缩行程中，减震器活塞相对于阻尼缸筒向下运动， B腔中的减震液一部 分通过流通阀，另一部分是通过阻尼孔流入 A腔，各腔中油液流量之间的关系和复原 行程相同，但方向相反 (同式 329)。 由于流通阀片很容易开启，因此 A、 B 两腔的油压差很小，可认为近似相等，同时由于流经阻尼孔的流量很少，因此压缩行程中阻尼孔产生的阻尼力较小，主 要靠底阀上的压缩阀片节流产生阻尼力。 根据压缩阀的具体结构以及经压缩阀流入贮油筒的流量，可得到压缩阀两端 的压差与流量的关系式为 : 39。 312 /BCp l Q B (338) 则流过压缩阀的阻尼力为 : 39。 31 2 /y k B C kp p A l Q A B   (339) 几何模型的建立 受活塞杆体积的影响，减震器在压缩过程和复原过程中，复原腔内流场分布和压缩腔内流场分布是不同的。 因此，这两个过程的计算几何模型也将分别建立。 压缩过程中，油液通过阻尼孔从压缩腔向复原腔流动。 图 32(a)是减震器压 缩行程简化的三维几何模型。 模型参数参照某筒式减震器的原始参数而定，图中 阻尼筒直径为 20mm。 ，压缩腔长度为 40mm，复原腔长度为 98mm。 ，活塞杆直径为10mm，阻尼孔直径为 ，阻尼孔长度 2mm， 2个阻尼孔对称分布在活塞上，并且阻尼孔中心距阻尼筒轴线分别为 8mm。 假设坐标原点位于进口平面的中心位置，z轴正方向从压缩腔指向复原腔，阻尼孔开设在 x方向。 复原过程中，油液通过阻尼孔从复原腔向压缩腔流动。 图 32(b)为减震器原行程简化的三维几何模型。 图中复原腔长度为 40mm，压缩腔长度为 98mm，其余参数与压缩模型相 同。 坐标原点位于进口平面的中心位置， z轴正方向从复原腔指向压缩腔。 （ a） (b) 图 32 后筒式液压减震器简化模型 ABAQUES 有限元 进行模态 分析 以 压缩 模型为例，我们用 ABAQUES进行有限元 模态分析， 模态分析主要有以下四个步骤： （ 1）建模。 一、必须定义密度。 15 二、只能使用线性单元和线性材料，非线性性质将被忽略。 （ 2）选择分析步类型并设置相应选项。 一、定义一个线性摄动步的频率提取分析步、 二、模态提取选项。 三、其它选项。 （ 3）施加边界条件、载荷 并求解。 一、施加边界条件。 二、外部载荷：因为振动被假定为自由振动，所以忽略外部载荷。 然而 ，程序形成的载荷向量可以在随后的模态叠加分析中使用位移约束。 （ 4）求解。 （ 5）结果处理。 建立实体模型 建立正确合理的有限元模型是进行有限元分析的关键，但如何对复杂的零件结构进行三维实体建模并进行简化，继而建立计算力学模型，目前没有普遍适用的规律及有效的方法。 实际上，有限元建模像一门艺术，是对工程理论和判断的巧妙运用。 有丰富实践经验的科技人员，可以凭借他们的经验建立出较为合理的计算模型。 本文在强大的有 限元分析软件 abaqus中建立 摩托车减震器 的实体模型，继而进行模型的简化，再定义单元、材料、划分网格、添加约束和载荷。 以后筒式 液压阻尼减震器如图 31 为建模的原始模型。 根据上面定义的尺寸参数建立摩托车减震器的实体模型，如图 33， 34 所示。 图 33 虚线形式的整体模型 图 34 实体形式的整体模型 定义材料属性 将材料名定义为 STEEL，密度输入 7800，然后定义弹性模量值为 ，泊松比为 ，这样就完 成了材料的机械属性定义，如图 35。 将 定 义 的 材 料 机 械 属 性 赋 予 建 立 的 实 体 模 型。 图 35 属性定义表 17 定义接触属性 进入 Step 模块，在弹出的 General 对话框中选择 Dynamic,Explicit,单击Continue 按钮，在弹出的对话框中输入 Time period：： ,其他接受默认设置如图 36，然后进入 Interaction 模块，接受对话框中默认的 Contact,单击Continue,在 Friction formulation中选择 Penalty,在 Friction Coeff下面输入 ，单击 OK 如图 37，这样就完成了接触属性的定义。 图 36 参数定义表 图 37 参数定义表 定义连接截面的属性 首先，选择 Basic types 的类型为 Axial（同轴，即两个部件只能发生 U1方向上的相对滑动）。 在 Elasticity 的 F1 中的 Data 栏中输入 D11： 1e7，在Damping 的 F1 中的 Data 栏中输入 C11： 1000，如图 38，这样就定义了连接截面的属性。 把它赋予创建的 Wire1Set1。 图 38 参数定义表 创建的 Wire1Set1 即第一个连接 如图 39 所示，为一条只约束 U1 方向的连接线。 图 39 第一个连接 视图 同理，选择 Basic types 的类型为 RadialThrust（即两个部件能发生 U1 19 和 U3 方向上的相对滑动）。 在 Elasticity 的 F1 中的 Data 栏中输入 D11： 1e7，在 Damping 的 F1 中的 Data 栏中输入 C11： 1000，在 Elasticity 的 F3 中的Data 栏中输入 D11： 1e5，在 Damping 的 F3 中的 Data 栏中输入 C11： 100这样就定义了连接截面的属性。 把它赋予创建的 Wire2Set1（ 第二个连接 ）和 Wire3Set1（ 第三个连接 ） ，以下都用英文表示，如图 310 所示。 图 310 第二 个连接 和 第三 个连接 视图 单击 Create Constraint,选择类型 Type 为 Coupling,单击继续按钮，选择参考点 RP1，选择对应的表面，单击提示区的 Done 按钮，弹出的复选框中U1UR3 全部选中，单击完成，这样就完成了偶和约束。 如图 311，其他参考点方法同上。 图 311 偶和约束视图 选择输出变量 再次进入 Step 模块，在 Creat History 对 话框中输入 Name 为HOutputWire1,单击继续按钮，在 Domain 选择 Set： Wire1Set1,因为它只约束 U1 方向，所以输出变量选择 Connector 下面的 CRF和 CU，如图 312 所示，同理， 在 Creat History 对 话 框 中 输 入 Name 为 HOutputWire2 和 HOutputWire3，因为它们约束为 U1 和 U3，所以 输出变量选择 Connector 下面的 CRF 和 CU 和 CTF。 图 312 输出变量选择表 进入 Load 模块，单击工具栏中的 Creat Boundary Condition,接受默认值，单击继续按钮，选择 RP7，在 Edit Boundary Condition 对话框中选择 PINNED（ U1=U2=U3=0），单击 OK 按钮，完成 PINNED 边界条件的施加，如图 313。 同样的方法，分别对 RP10,RP8,RP9,RP11 的边界条件施加。 21 图 313 边界条件表 此外我们用一条幅值曲线来定义活塞的运动，单击 Creat Boundary Condition，选择边界条件类型为 Mechanical:Connector velocity,单击继续按钮，选择 Wire1Set1，在 Edit Boundary Condition 对话框中，选 V1 并输入数值 1，幅值曲线选择 Amp1，如图 314，单击 OK 按钮完成活塞的运动施加。 此外，再对活塞施加一 Z 向的 1000N 的外力施加。 图 314 运动参数变化表 网格划分 进入 Mesh模块，在环境栏中 Object后面选择 part，可以发现部件的颜色为橙色，说明不能使用当前的单元形状（六面体）设置进行网格划分，必须改变单元形状或者对部件进行剖分，使之能使用当前的单元形状进行网格划分。 执行 Mesh Controls命令，弹出 Mesh Controls 对话框，选择 Element Shape栏中选择单元形状为 Tet（四面体）。 如图 315所示。 单击 OK，可见窗口中的模型变为粉色，说明能使用四面体对模型进行自由网格划分。 图 315 网格划分控制对话框 单击工具箱中的 Seed Part按钮，弹出 Global Seeds 对话框，设置参数 为。 单击工具箱中的 ， 选择隐式线性 3D应力四面体单元 C3D8，完成单元类型的选择。 单击 ，完成网格划分。 如图 316所示： 23。