液阻型悬置“固—液耦合”有限元分析

论文摘要

液阻悬置结构紧凑、重量轻、隔振性能好,是发动机隔振元件中一类较新的产品。由于其能在不同的激振频率和激振振幅下提供不同的刚度和阻尼,隔振效果优于传统的橡胶悬置,因此在国产汽车上应用的越来越普遍。本文以某一轿车的液阻悬置为研究对象,对悬置的结构和减振原理、建模方法、悬置动特性等进行了深入研究。首先针对所研究的惯性通道—解耦式液阻悬置结构特点,通过对其结构以及工作原理的探究,采用集总参数法建立单质量—液阻悬置的非线性力学模型和数学模型,并探讨建立相对应的悬置的评价标准。然后探讨建立了液阻悬置的动特性进行参数化分析的方法,利用参数分析方法研究橡胶主簧,惯性通道,解耦盘以及解耦膜对液阻悬置动特性的影响,并通过有限元方法对其进行仿真分析。其次探讨了利用固—液耦合有限元仿真技术对液阻悬置特性进行模拟计算的方法,建立了液阻悬置固—液耦合分析的有限元模型,计算分析了其静、动态特性和上、下液室与惯性通道的压力分布、惯性通道中液体流动的速度分布等内部特性的变化规律,有助于深入理解液阻悬置的工作机理。最后讨论了建立橡胶材料超弹性本构关系的实验测试和理论分析方法的技术要点,并且对液阻悬置的复杂橡胶主簧的弹性特性进行了计算分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车动力总成悬置系统和隔振元件
• 1.2 液阻悬置的的发展历史
• 1.3 液阻悬置的研究方法
• 1.3.1 常规分析方法
• 1.3.2 系统参数识别方法
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 惯性通道—解耦膜式液阻悬置的模型分析
• 2.1 引言
• 2.2 液阻悬置的结构及工作原理
• 2.2.1 液阻悬置的结构组成
• 2.2.2 液阻悬置的工作原理
• 2.3 液阻悬置的物理模型
• 2.3.1 液阻悬置物理模型的基本假设
• 2.3.2 液阻悬置的物理模型分析
• 2.4 液阻悬置性能的评价参数
• 2.4.1 动刚度和滞后角
• 2.4.2 高频动态硬化时的最低频率
• 2.5 小结
• 第三章 基于固—液耦合有限元技术的液阻悬置集总参数模型分析
• 3.1 引言
• 3.2 固—液耦合有限元分析理论与应用问题探讨
• 3.2.1 不可压缩液体的数学模型
• 3.2.2 橡胶结构的数学模型
• 3.2.3 固—液结构耦合有限元分析方法
• 3.3 非线性集总参数模型中主要物理参数的计算
• 3.3.1 橡胶主簧的垂直刚度
• 3.3.2 上液室的体积刚度
• 3.3.3 惯性通道中液体的惯性系数和流量阻尼系数
• 3.3.4 解耦盘及其附连液体的惯性系数和流量阻尼系数
• 3.4 基于有限元分析技术和集总参数模型的液阻悬置设计分析
• 3.4.1 液阻悬置集总参数模型物理参数确定的方法
• 3.4.2 液阻悬置集总模型动特性仿真分析的特点
• 3.5 小结
• 第四章 液阻悬置固—液耦合动力学特性的有限元仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 液阻悬置的二维固—液耦合有限元分析
• 4.3 三维固—液耦合有限元仿真分析
• 4.3.1 固体的有限元模型
• 4.3.2 液体的有限元模型
• 4.3.3 静态特性的仿真分析
• 4.3.4 动态特性的仿真分析
• 4.4 液阻悬置流道不同结构对其动刚度性能的影响
• 4.4.1 动刚度与滞后角的计算方法
• 4.4.2 不同的流道尺寸下的动刚度与滞后角
• 4.5 液阻悬置固—液耦合有限元仿真分析的特点
• 4.6 小结
• 第五章 液阻悬置橡胶主簧弹性特性的有限元分析
• 5.1 引言
• 5.2 确定橡胶材料本构关系的实验方法与分析
• 5.3 橡胶元件有限元分析时单元特性的要求
• 5.4 建模与网格划分
• 5.5 液阻悬置橡胶主簧弹性特性的有限元分析
• 5.5.1 有限元分析的模型
• 5.5.2 橡胶主簧三向刚度的计算
• 5.5.3 橡胶主簧静态应力的分析
• 5.5.4 橡胶主簧的动态应力分析
• 5.5.5 不同结构方案橡胶主簧的分析
• 5.6 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 致谢