彈簧減振器的案例
Adams/Hydraulics下減振器和油氣彈簧模型
據說在汽車領域因清華宋健老師搞ABS用它做工具所以有相當的用戶]
3 Matlab/SimHydraulics
減振器模型（動態阻尼特性）：單向循環式，活塞與活塞桿面積相等且活塞不節流。
油氣彈簧國內有好多人搞過它的數學模型。
可以參考上海交大的喻凡老師那邊的工作 ：
汽車油氣彈簧非線性數學模型及特性
用于多體動力學分析的油氣懸架車輛平順性研究
油氣彈簧數學模型的剛度比較好弄，主要是由壓縮氣體引起的。而阻尼特性則復雜的多。
不搞清楚閥的節流特性，是沒有辦法將模型建的準確的。
Adams/Hydraulics在表達閥特性這點上還是過于粗糙，對于閥結構的設計指導作用有限。
正弦及階躍工況。
簧載質量1000kg，單縱臂，杠桿比1：2。
原理類似交聯懸架，是通過油路將車輛懸架系統中的油氣彈簧按某種規律連接起來，即“耦合剛度”以消除對車身或車體的縱向扭轉載荷。
展開 關注3·15 | 基于NVH測試技術的汽車減振器咕嚕聲異響問題排查與分析
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現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整的正弦波，而本體振動能量有多個聚集區域，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，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據，通過LMS音頻回放確認異響點，異響為周期性，0.7 s左右出現一次，如圖5所示。
圖5 異響件與非異響件振動時域對比
經音頻回放確認，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。
展開 汽車主動懸架（6）：液壓和空氣式
目前，大多數汽車的懸架系統裝有彈簧和減振器，懸架系統內無能源供給裝置，其彈性和阻尼不能隨外部工況變化，因此稱這種懸架是被動懸架。
主動懸架有作為直接力發生器的動作器，可以根據輸入與輸出進行最優的反饋控制，使懸架有最好的減震特性，以提高汽車的平順性和操縱穩定性。它由彈性元件C和一個力發生器Fe組成。
半主動懸架可看作由可變特性的彈簧和減振器組成的懸架系統，雖然它不能隨外界的輸入進行最優的控制和調節，但它可按存儲在計算機的各種條件下最優彈簧和減振器的優化參數指令來調節彈簧的剛度和減振器的阻尼狀態。它由彈性元件C和一個一個阻尼系數能在較大范圍內調節的阻尼器組成。
電子技術控制汽車懸架系統主要由（車高、轉向角、加速度、路況預測）傳感器、電子控制ECU、懸架控制的執行器等組成。系統的控制功能通常有以下三個：
１車高調整 當汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以便于通過；在良好路面高速行駛時，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩定性。
２阻尼力控制 用來提高汽車的操縱穩定性，在急轉彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態的變化。
３彈簧剛度控制 改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。
采用主動式懸架后，汽車對側傾、俯仰、橫擺跳動和車身的控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉彎的穩定性提高，車身側傾減少。制動時車身前俯小，啟動和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身的跳動也較少，輪胎對地面的附著力提高。
一.主動式液壓懸架
電子控制的主動式液壓懸架能根據懸架的質量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。
展開 設計仿真 | Adams中的減振器模型
減振器作為車輛中重要的元件，對瞬態操縱性、平順性、載荷等都有顯著的影響，再疊加國內對連續控制減振器（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）通過添加數學模型，引用帶有滯回特性的曲線，或者（3）建立半經驗模型，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 
福特現身說法，三缸機防抖其實是黑科技
帶有“減振器”的雙質量飛輪
剛才既然說了，在自動擋車型的發動機上，采用了平衡軸。而在沒有液力變矩器的“干擾”的發動機上，就應用了雙質量飛輪技術。雙質量飛輪具有非常好的減振功能，可以代替平衡軸的作用，極大程度限制發動機的抖動。
雙質量飛輪具體的減抖方式，就是將自身一分為二，一部分為主動飛輪依舊與曲軸連接，另一部分為與變速器相連的從動飛輪，可以提高變速器的轉動慣量。兩部分之間是環形的油腔，內部加裝的彈簧減振器并將兩部分連接。彈簧減振器就是雙質量飛輪的減振秘訣。
處理抖動情況，大致可以從根源、途徑、受體來著手。可以看到福特在三缸發動機所投入的精力，不僅提升了發動機的燃油經濟性與動力性能；且采用了空間曲軸、平衡軸及雙質量飛輪來在根源上減少發動機的抖動情況，更不用說還有在車身結構上進行的防抖改進。不然，搭載福特1.0T三缸發動機的嘉年華、福克斯等車，也不會在國際大賽上被評委所青睞。
車企思遠，布局未來
三缸機無法達到四缸、六缸的平順性，是不爭的事實。但在經過實際駕駛后，就可以發現，現在基本搭載三缸發動機的車型早已今非昔比。哪怕部分車型打開發動機艙蓋后還會有振動感，但是車內感受到的抖動基本都在合理范圍之內。
未來汽車行業的趨勢毋庸置疑是純電動化、氫燃料電池，但是這方面同樣被技術限制了，于是小排量、增壓技術、混動系統，就是現在的趨勢。而且三缸發動機不僅有熱效率高的優點，其小巧的體型也可以更好的在發動機艙騰出空間，與電動機組成混動系統。而且動力方面三缸發動機低轉速扭矩高，可與電動機形成動力輸出的完美互補，也可大大改善車輛的平順性。那么誰能說，三缸發動機不是車企在為未來做鋪墊呢？
汽車是一個綜合產物，其設計制造流程涉及面非常廣，發動機雖然是汽車最重要的部件之一，但是也不能將發動機刨去車輛本身來看。不然就像是一盤不加任何調料的菜一樣，完全沒有味道。
展開 剪切型減振器扣件工作性能及改進
【摘要】 剪切型減振器扣件減振性能良好，廣泛應用于城市軌道交通線路，但在減振器扣件區段發生較為嚴重的鋼軌異常波磨。在300Hz頻段減振器軌道振動加速度存在較大峰值帶，發生輪軌強烈共振；在200~350Hz頻段，減振器扣件軌道系統的阻尼比很小，動剛度在300Hz存在波谷。
同時，振動加速度頻域分布、行車速度和波磨特征波長具有高度相關性，所以，在300Hz頻段的輪軌共振是產生異常波磨的主要原因。針對此問題，提出通過安裝調頻鋼軌阻尼器(TRD)的方案改善軌道動力特性，并進行安裝前后的實驗室動力特性測試。
研究結果表明：安裝TRD能夠改善Ⅲ型減振器軌道的動力特性，調節頻率，提高阻尼，降低工作頻率，改善軌道的減振性能。本方案可以作為地鐵線上整治異常波磨的有效方法。
【關鍵詞】地鐵；剪切型減振器；減振性能；異常波磨；調頻鋼軌阻尼器
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展開 Adams中的減振器模型
減振器作為車輛中重要的元件，對瞬態操縱性、平順性、載荷等都有顯著的影響，再疊加國內對連續控制減振器（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）通過添加數學模型，引用帶有滯回特性的曲線，或者（3）建立半經驗模型，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。
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，再經壓縮閥出去到貯油腔；復原過程：液體先經復原閥從上腔到下腔，不夠的話，再經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）
建模原理也主要體現在兩個方面[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，或者根據經驗公式用多項式或者指數函數擬合。
展開 基于SimSolid的渦輪增壓器配機試驗的減振分析
Turbo-trail vibration simulate based on SimSolid.pdf
分析簡介：
分析目標：由于試驗需要，增加 EGR 系統及適配器，導致整個系 統伸出量很長，在發動機運行試驗過程中，估計會導致振動幅度 過大和零部件失效。試通過計算找出強度薄弱位置，和伸出端的 支承建議方案。
分析手段和類型：1）靜力分析，快速找出結構薄弱位置；2）模態分析及隨機振動響應分析，對比各個支承方案的減振效果。
具體分析結果：見附件。
使用心得：
簡潔高效，減少工程師對工具熟悉和建模的工作量，人工效率和計算效率都極大的提升。我在3天之內一邊學習一邊嘗試十多種設計方案的求解，這是傳統有限元即使是熟練工程師都難以做到的。
特別適用于大規模復雜裝配體，對幾何缺陷和裝配容差的容忍度較高。這在傳統有限元中是非常大的挑戰。
精度方面做過一些案例對比，總體分布趨勢和數量級和傳統有限元結果差別不大，局部會有較大差異，但仍不失為一款優秀的CAE工具，尤其在產品概念階段或定性分析是一個非常強大高效的工具。
在數據導入導出及結果后處理功能上還有待完善。
祝愿SimSolid功能日益強大，早日拓展到電磁、聲學等多物理場分析。也希望數據處理功能更完善簡潔，讓CAE更簡單高效，讓工程師脫離枯燥繁重的建模工作，更多注意力在產品設計和優化上。
展開 設計仿真 | Adams中的減振器模型
減振器作為車輛中重要的元件，對瞬態操縱性、平順性、載荷等都有顯著的影響，再疊加國內對連續控制減振器（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）通過添加數學模型，引用帶有滯回特性的曲線，或者（3）建立半經驗模型，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，再經壓縮閥出去到貯油腔；復原過程：液體先經復原閥從上腔到下腔，不夠的話，再經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）
建模原理也主要體現在兩個方面[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，或者根據經驗公式用多項式或者指數函數擬合。
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 基于ABAQUS的橡膠減振器非線性有限元分析
圖5 橡膠減振系統傳遞函數
橡股減振器振動試驗驗證
對單自由度橡膠減振器系統開展振動試驗，分別在臺面夾具上和質量塊上安裝加速度傳感器，通過測量傳感器的數據以夾具上的信號為輸入信號、以質量塊上的信號為輸出信號。通過輸入輸出信號的傳遞函數考察共振頻率和減振性能。通過振動試驗來驗證非線性有限元分析的準確性。
在正弦掃頻試驗中，振動臺使用的是蘇州試驗儀器廠的DY-1000-8電動振動試驗系統，控制系統使用的是STI-RC2000，數據采集系統使用的北京東方振動和噪聲技術研究所的DASP數據采集系統。
圖6 振動試驗系統示意圖
在試驗中對系統施加1.12g的線性掃頻加速度激勵信號，頻率范圍為5~400Hz。測試結果如圖8。
圖7 單自由度橡膠減振器系統傳遞函數
通過試驗曲線可得該單自由度橡膠減振器系統的共振頻率為89Hz，試驗值與仿真值的相對誤差為1.25%。仿真曲線與試驗曲線在峰值處吻合的比較好，在共振點之后的衰減梯度上有一定誤差，從仿真過程來看可能是橡膠與支架接觸的接觸屬性設置上存在誤差。
結論
本文基于ABAQUS有限元軟件，考慮材料非線性、幾何非線性、邊界條件非線性等因素，建立了橡膠減振器的精確的非線性有限元模型，通過非線性分析得到了該系統的共振頻率為87.89Hz。并通過振動試驗驗證有限元模型，發現有限元計算與試驗結果誤差在1.15%左右。該結果說明有限元建模方法可以很好的模擬橡膠減振器的動態特性，同時說明了所建立模型的準確性和建模方法的有效性，可以為后續的橡膠減振器的選型、優化設計以及使用減振器的設備的動態分析等提供分析基礎。
展開 一個減振器內流場六面體網格劃分
大家提意見啊
http://www.cadcaecam.com/forum/thread-83117-1-1.html
橡膠減振器設計分析與ABAQUS模擬仿真
橡膠減振器設計分析與ABAQUS模擬仿真
橡膠分析的難點與挑戰
橡膠元件的典型結構及典型承載
橡膠材料的基礎實驗與參數擬合
ABAQUS特有功能在橡膠分析中的應用
展望ABAQUS在求解橡膠問題的新的研究方向
橡膠分析與ABAQUS-1.rar
橡膠分析與ABAQUS-2.rar
Ansys 案例研究 | 粘彈性阻尼器的諧響應減振分析
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，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，創建一個 “諧響應” 分析項目。設置單位系統為 (Kg, mm, s)。
2、定義材料屬性。除默認的結構鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。粘彈性材料的復模量將在 Mechanical 中通過命令片段進行定義。
3、導入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設置：在頂面添加一個 30kg 的點質量。創建一個遠程點，剛性約束頂面的運動。使用 “多區域” 網格劃分方法對各部件劃分網格。
5、分析設置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠程點施加 20000N 的水平力。假設工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間，將響應頻率設置為 500Hz 至 1500Hz，并添加 0.02 的阻尼系數。
6、運行仿真并查看結果：請求頂面的 X 向位移頻響曲線。從圖 2 可見，當載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 區間時，變形范圍為 4×10?3mm 至 8×10?3mm。
圖 2 頂面的 X 向位移頻響曲線
7、采用粘彈性阻尼器重復上述分析。復制諧響應分析系統。在新的分析中，為阻尼器部件添加一個命令片段，粘貼定義Prony 級數復剪切模量的命令（見圖 3）。運行仿真并繪制 X 向位移頻響曲線（見圖 4）。
展開 基于ABAQUS的橡膠減振器非線性有限元分析
如圖3所示是單自由度橡膠減振器系統的有限元模型。
圖3 單自由度橡膠減振器系統有限元模型
在有限元模型中，由于是非線性分析，所以在分析步中只能使用通用分析步 (General)。此處選用隱式動力學 (dynamic，Implicit)。增量步的值由ABAQUS自動控制，且設置允許最小增量步為0.001。在金屬墊片處施加Y向1.12g的加速度掃頻信號，信號的頻率范圍為5~400Hz，信號時長為4s，分辨率為1000Hz。邊界條件的設置將限位墊片的X、Z向的自由度約束住。
4
有限元分析結果
設定參數后，對單自由度橡膠減振器模型進行分析計算。仿真結果的前2s的時域信號如圖4。
圖4 橡膠減振器系統仿真時域數據
對時域信號在Matlab中以激勵信號為輸入信號、以響應信號為輸出信號利用Tfestimate函數進行傳遞函數估計可得其頻域關系，如圖5。由圖中可以看到減振器系統先會經歷一段放大區即圖中紅線上部的區域，在這段區域內激勵信號傳遞到質量塊上端時會放大，然后系統在進入減振區即紅線下部區域，該區域隨著激勵頻率的增加，傳遞到質量塊上的信號會衰減。同時由圖中可以看到該橡膠減振系統的共振點為A點，系統固有頻率為87.89Hz。圖中傳遞函數幅值為1的直線（紅色直線）與減振器曲線的交點為減振起始點即B點。
展開 BWI憑借HCS技術成為BMW的減振器供應商
BWI憑借HCS技術成為BMW的減振器供應商，首個應用車型是G20新3系(包括M SPORT).
HCS-液壓壓縮止動器，用液壓緩沖墊代替傳統的硬碰撞擋塊（通常是聚氨酯緩沖塊）,可以減少從懸架傳遞到車身的峰值力，因為能量將作為HCS阻尼消散。因此，在相同的耐久型和剛度及強度標準下，車身結構可以更輕。此外，HCS不僅比傳統的減震更容易調節，導致更好的車輛動態性能，它還改善了噪音，振動和不平順性（NVH）。HCS提高了乘員的舒適度和底盤控制精度，同時確保在不將破壞性載荷傳遞到車身結構的情況下，提高了其懸架的載重量（或者適合更重的車型）；
結構見圖1
，具備兩種直徑鍛造內筒，桶芯有兩個閥門，較大的直徑是主阻尼閥，在達到限制行程之前，進入小直徑內筒處接合第二閥。
壓縮阻尼分兩種，
一個是HCS LD:由HCS閥門控制的低阻尼 - 在使用標準基閥時，額外的HCS活塞閥會產生額外的壓縮阻尼；圖2
另一個是HCS HD:最大壓縮阻尼力不受阻尼器閥門的限制 - 在單獨的腔室中產生額外的阻尼；圖3
以上說的是壓縮阻尼；
回彈阻尼也運用了類似方法HRS液壓回彈止動器，變小的內徑管以及筒芯上的附加環，筒芯回彈到這個位置阻尼變大,圖4
HRS的主要作用：液壓回彈停止的目的是改善整個減震器行程的行駛質量，同時消除完全伸展位置的沖擊和頂部噪音。在HRS中產生的行程阻尼結束消耗了能量，當通過傳統的回彈停止傳遞時，該能量通常表現為能量尖峰。
液壓回彈停止與內部回彈彈簧兼容。圖4
圖5和圖6是寶馬G20動態工程師Rothmiller用鉛筆給媒體解釋HCS和HRS的手繪圖
圖7是日本寶馬給媒體的PPT
BWI是著名的電磁流體減振器MagneRide提供商（圖9），他們認為通過HCS和HRS技術，可以低成本改善普通中級車的行駛質量.
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