減振
關注創(chuàng)建者：有限元科技_ 創(chuàng)建時間：2020-07-01
減振的視頻教程
橡膠減振浮置板軌道系統(tǒng)振動減震結構的模態(tài)分析保姆式教程
1 橡膠減振材料及其本構模型 1.1橡膠減振材料的特性 橡膠減振材料是浮置板軌道結構中的關鍵組件，不僅提供一定程度的剛度，還具有良好的阻尼特性。當列車在帶有橡膠減振的浮置板軌道上運行時，振動能量通過浮置板軌道床散布，其中部分能量被橡膠組件的阻尼作用吸收。
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Hyperworks減振器CAE建模及靜強度仿真分析實例視頻教程
本課程詳細介紹了如何利用hyperworks軟件，來對麥弗遜懸架減振器進行FEA建模，包含網(wǎng)格劃分、焊縫建模、焊點建模、接觸對設置等...以及如何利用慣性釋放，來仿真分析減振器本體的靜強度。課程包含視頻中需要的素材，感興趣的可以跟著作者step by step操作~ damper.zip
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減振的實例教程
從1984年北京地鐵2號線東四十條站試鋪彈性短軌枕，到八通線、13號線在站區(qū)采用軌道減振器扣件、鋼彈簧浮置板，直至如今北京新開通線路中減振措施占全線比例大多超過40%，個別線路甚至達到60%，減振措施的發(fā)展非常迅速。品種繁多、型式多樣的減振措施在全國范圍內廣泛應用的同時，多種新措施和新的減振思路也不斷出現(xiàn)。
一、當前軌道工程中常用的減振措施
在現(xiàn)今軌道振動控制工程中，常用的減振措施主要為軌道減振措施，軌道減振措施根據(jù)減振效果進行分類，分為中等減振措施，高等減振措施和特殊減振措施；按照彈性部件使用位置不同，可分為鋼軌振動控制、軌下減振、枕下減振和道床下減振四大類。
1. 鋼軌振動控制措施
目前控制鋼軌振動的措施主要包括鋼軌重型化和無縫化、鋼軌維修，產品包括鋼軌吸振器、埋入式鋼軌，如圖1、圖2所示。
圖1鋼軌吸振器
鋼軌吸振器的種類很多，包括單點鋼軌吸振器、長條狀鋼軌吸振器以及迷宮式約束阻尼鋼軌吸振器、TRD等，這些措施主要控制鋼軌本身的振動，各措施的有效頻段因吸振器結構和阻尼材料的不同而不同。
圖2埋入式鋼軌
埋入式鋼軌是直接把鋼軌埋置于混凝土或軌枕板的鋼軌槽內。埋入式鋼軌最大的特點是鋼軌連續(xù)支承，由于鋼軌是埋入式，所埋入材料可將輪軌振動能量轉化為熱能并予以吸收，也大大地降低了鋼軌的輻射噪聲。
2. 軌下減振
軌下扣件是控制鋼軌振動向下傳遞的部件。目前地鐵上采用的扣件都具有一定的彈性，目的是降低軌道結構的振動，現(xiàn)今常用的減振扣件包括：軌道減振器扣件、LORD粘結墊板減振扣件、雙層彈性非線性減振扣件以及Vangard先鋒扣件等。
圖3減振扣件
3. 軌下減振
目前枕下采用的減振措施包括彈性短、長軌枕和梯形軌枕等。
展開 二、減振措施新產品和新思路
由于減振工程的特殊性和產品選型的慣性，很多新產品和設計思路并未獲得廣泛推廣和客觀評價。
新產品和新思路根據(jù)其產生原因可分為針對減振產品引起的問題進行改進、提高減隔振效果、對既有產品進行工程性改進、新概念產品四個方向。
1. 針對減振產品引起的問題進行改進
減振扣件因其低剛度設計會加大鋼軌振動及輻射噪聲，針對這一問題，在澳大利亞ECRL線上，就曾將Delkor Egg扣件配合TRD產品進行使用以控制鋼軌振動。近年來在扣件設計上，一些產品將減振扣件和鋼軌吸振器予以結合。
諧振式浮軌扣件利用動力吸振原理，設計了內含諧振質量塊的橡膠制成楔塊，吸收鋼軌的振動能量，如圖9所示。
諧通扣件可以與迷宮式約束降噪板兼容，實現(xiàn)減振和降噪作用，如圖10所示。
圖9諧振式浮軌扣件
（洛陽雙瑞橡塑科技有限公司）
圖10諧通扣件
（青島科而泰環(huán)境控制技術有限公司）
2. 將減振措施進行組合以提高減隔振效果
將減振措施進行組合以獲得更高的減振效果這一思路在香港西鐵線、倫敦東線、瑞士巴塞爾有軌電車線路都有所應用。其中香港西鐵線采用科隆蛋扣件與橡膠支座浮置板組合，并結合橋梁結構優(yōu)化和多腔室降噪設計實現(xiàn)振動噪聲控制；倫敦東線采用低振動軌道（LVT）和減振墊進行組合；巴塞爾有軌電車減振工程采用固有頻率為5 Hz的鋼彈簧浮置板組合固有頻率為 17 Hz的減振墊浮置板。
延續(xù)這一思路，國內科研單位將非線性道床隔振墊和高性能減振扣件兩種高等減振措施并用，研發(fā)出高減振組合道床系統(tǒng)，在保證安全的前提下，使隔振效果達到最優(yōu)。
組合道床這種方式也在韓國高速鐵路有所應用，軌道型式為采用有砟軌道組合側置式鋼彈簧浮置道砟槽。
展開 減振器作為車輛中重要的元件，對瞬態(tài)操縱性、平順性、載荷等都有顯著的影響，再疊加國內對連續(xù)控制減振器（CDC）落地的火熱研究，使得做車輛動力學的工程師也必須重視對減振器的研究。
回顧動力學中減振器的建模，一般分為兩種：一種是面向結果的，即引用F-V曲線、引用F-S曲線，這里又可以分為（1）直接引用簡化的曲線，或者（2）通過添加數(shù)學模型，引用帶有滯回特性的曲線，或者（3）建立半經(jīng)驗模型，引用曲線。以上這種都可以稱為黑盒子模型。
另外一種就是白盒子模型，即面向減振器結構的，這種模型對于協(xié)助理解減振器原理、減振器調校、減振器控制都更有價值，難度也更大。參考文獻[1-7]都是面向結構的研究。
01減振器工作及建模原理
可以在非常多的資料上找到減振器的工作原理。簡而言之，活塞上面有兩個閥（流通閥、復原閥），底座上有兩個閥（壓縮閥、補償閥）；壓縮過程：液體先經(jīng)流通閥從下腔到上腔，由于存在體積差，壓力不斷增大，打開壓縮閥后，再經(jīng)壓縮閥出去到貯油腔；復原過程：液體先經(jīng)復原閥從上腔到下腔，不夠的話，再經(jīng)補償閥從貯油腔到下腔。
圖1 雙筒減震器的工作原理圖（來源于汽車維修技術網(wǎng)）
建模原理也主要體現(xiàn)在兩個方面[3,4]：（1）是壓力模型（pressure-model）-利用質量守恒推導各腔壓力與活塞桿位置的關系；（2）是流量模型（flow-model），即對每個閥建立流量與壓力的關系（每個閥都是由一系列簡單的閥構成的），這部分難度更大。為了得到閥的特性曲線，可以對其進行試驗研究，或者通過CAE技術考慮線性及非線性的變形，或者根據(jù)經(jīng)驗公式用多項式或者指數(shù)函數(shù)擬合。
02減振器建模示意
準確的建模，需要具備詳細的減振器知識、推導公式的能力及組織求解的能力。
展開 減振器作為車輛中重要的元件，對瞬態(tài)操縱性、平順性、載荷等都有顯著的影響，再疊加國內對連續(xù)控制減振器（CDC）落地的火熱研究，使得做車輛動力學的工程師也必須重視對減振器的研究。
回顧動力學中減振器的建模，一般分為兩種：一種是面向結果的，即引用F-V曲線、引用F-S曲線，這里又可以分為（1）直接引用簡化的曲線，或者（2）通過添加數(shù)學模型，引用帶有滯回特性的曲線，或者（3）建立半經(jīng)驗模型，引用曲線。以上這種都可以稱為黑盒子模型。
另外一種就是白盒子模型，即面向減振器結構的，這種模型對于協(xié)助理解減振器原理、減振器調校、減振器控制都更有價值，難度也更大。參考文獻[1-7]都是面向結構的研究。
展開 圖3 雙扭曲路面
2.2 NVH技術分析
2.2.1 時域分析鎖定減振器異響
對實車進行主觀評價以確認問題，首先通過布置聽診器發(fā)現(xiàn)減振器上支撐和彈簧托盤（即減振器本體）位置異響明顯，初步判定滑柱總成異響；然后通過測試實車振動加速度，進行時域分析，判斷出減振器異響；最后通過減振器ABA（試驗樣件對調）測試確定減振器為異響源，振動時域分析如圖4所示。
圖4 減振器振動時域分析
由圖4可以看出：（1）減振器上支撐振動能量為較規(guī)整的正弦波，而本體振動能量有多個聚集區(qū)域，所以確認上支撐不是異響源；（2）減振器本體振動明顯，更換故障減振器后異響復現(xiàn)，由此鎖定異響源為減振器本體；（3）異響傳遞主要路徑為輪胎激勵→減振器本體→減振器上支撐→車身。
2.2.2 音頻回放異響對比
采集并對比異響減振器和正常減振器的本體托盤位置的振動加速度數(shù)據(jù)，通過LMS音頻回放確認異響點，異響為周期性，0.7 s左右出現(xiàn)一次，如圖5所示。
圖5 異響件與非異響件振動時域對比
經(jīng)音頻回放確認，圖5中所標記部分為振動異響源，兩個減振器本體都出現(xiàn)異響振動能量，但只有當減振器本體振動較大時，振動異響才會表現(xiàn)明顯。
2.2.3 頻域分析
減振器振動的頻域分析如圖6所示，在400 Hz附近，異響減振器比正常減振器的振動峰值高出很多，導致異響產生。
圖6 減振器振動的頻域分析
2.2.4 速度分析
異響減振器發(fā)生異響時，減振器托盤運動速度為0.13～0.2 m/s，方向沿Z向（輪胎下跳方向），如圖7所示。
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概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數(shù)，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench
<p>想學習底盤構造，卻找不到系統(tǒng)的講解視頻；想?yún)⒖嫉妆P圖紙，網(wǎng)上搜半天都是零散的；想做減振器調校，卻連個像樣的案例都找不到……這里<span style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">整理好了一份底盤仿真學習資料，限時免費分享中！
工程師不僅需要建立精確的減振器模型，更需要實現(xiàn)實時可調的沉浸式調校體驗。
概述：
本案例介紹了在 GoPro 相機上進行諧波分析的流程。GoPro 相機在實際工況載荷作用下，極易受到低頻振動影響，因此檢測并規(guī)避共振引發(fā)的零部件損傷風險至關重要。本文完整展示了 GoPro 相機諧響應分析的操作流程，并闡明了增加阻尼對結構受激振動特性的影響規(guī)律。
目標：
1、理解在 ANSYS 中進行諧波分析的工作流程；
2、加深對共振與阻尼原理的理解，并掌握二者在工程實際中的應用方法
按地腳螺栓間距（通常500-800mm）確定固定點，在平臺底部安裝孔對應位置均勻鋪設減振橡膠墊（每平方米4-6個），確保各減振點受力均勻，有效阻斷地面振動傳導。
第和二步：平臺就位與粗調水平
用起重機或叉車平穩(wěn)吊運平臺，緩慢放置在減振墊上，避免碰撞。調整平臺位置使邊緣與基準線對齊，預留操作空間（≥300mm）。
若框架操作高度過低，雖然較低、受力支點相對穩(wěn)定，可減少“抬頭”風險，但會導致操作空間不足，無法正常安裝減振墊、散熱結構或線纜，同時電機運行產生的熱量無法有效散發(fā)，會導致底座熱脹冷縮不均，引發(fā)局部翹曲，間接增加“抬頭”隱患，同時還會影響操作人員的調試、維護效率，不符合測試場景的實操需求。
底座的抗變形能力是抵御“抬頭”現(xiàn)象的核心基礎，而框架操作高度與底座剛性存在直接關聯(lián)。
此項測試獲得的應力-應變響應，能極大提升模型在復雜多軸應力狀態(tài)下（例如：橡膠密封圈膨脹、橡膠減振器壓縮、輪胎胎面接地等工況）的預測精度。
為獲得這一關鍵數(shù)據(jù)，我司提供傳統(tǒng)16爪周向夾持與充氣式膨脹兩種等雙軸拉伸測試方法，可根據(jù)您的具體需求進行選擇。
- **減振降噪**：隔離并衰減活塞往復運動產生的振動與噪聲。
- **散熱**：散發(fā)壓縮過程產生的熱量。
**結構形式**：
- **開啟式**：整體鑄造結構，強度高，用于大中型工業(yè)壓縮機。
接著把工具包備齊：測水平的水平儀、擰螺栓的扭矩扳手、固定底座的膨脹螺栓、減振動的減振橡膠墊，還有調位置的塞鐵片。少一樣都可能耽誤事兒，提前檢查好，確保個個狀態(tài)在線。
2. 核心安裝：把底座穩(wěn)穩(wěn)安新家
一步先挪位置：照著設計圖紙，把底座精和準吊到預定地點，邊緣跟地面基準線對齊，別歪歪扭扭，不然后續(xù)裝設備空間都不夠。
防震與隔振：對于精和密測量或加工場景，可在固定方案中加入減振元件，減振墊阻尼比不低于0.12，振動傳遞率不超過8%。
避免錯誤操作：拒絕使用“墊鐵片”的土方法，否則會導致受力不均、精度漂移。調平后再鎖緊螺栓，不可先固定后調平。
