減振器
關注創建者：wkjack 創建時間：2015-12-24
減振器的視頻教程
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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基于Bouc-Wen遲滯模型的磁流變減振器Simulink模型搭建實例視頻教程
本教程詳細介紹了如何利用改進的Bouc-Wen模型，來表示帶有滯回特性的磁流變減振器的數學模型，并搭建對應的Simulink模型。 微分方程.png
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減振器的實例教程
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 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。
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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。
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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 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。
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減振器的最新內容
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
<p>想學習底盤構造，卻找不到系統的講解視頻；想參考底盤圖紙，網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，更需要實現實時可調的沉浸式調校體驗。
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。
為獲得這一關鍵數據，我司提供傳統16爪周向夾持與充氣式膨脹兩種等雙軸拉伸測試方法，可根據您的具體需求進行選擇。
減振與隔振設計：除了利用鑄鐵材料自身的阻尼特性吸收振動外，有些底座底部會粘貼橡膠減振墊、安裝彈簧減振器，或采用帶有減振層的復合結構，以進一步隔絕外部和內部振動對測試的干擾。
功能化細節：針對高功率電機測試，底座可能設計有散熱通風結構（如通風孔、散熱槽）。同時，表面可能加工有線槽或線孔，方便線纜收納，避免纏繞和碾壓，確保測試現場整潔安全。
確保所有硬點（Hardpoint）、部件質量特性、襯套（Bushing） 屬性、彈簧（Spring） 和減振器（Damper）特性正確無誤。本文介紹麥弗遜前懸架工作載荷提取，使用的模型如圖1所示，懸架參數如圖2所示：
圖1 麥弗遜懸架模型
圖2 懸架參數
2. 定義分析工況：靜態載荷分析旨在考察懸架在極限工況下的受力。
03 ->懸架參數方面
對于懸架參數，基于駕駛模擬器的反饋，修改懸架參數（如離地間隙，彈簧及阻尼，側傾剛度，前后軸的平衡，限位塊），進而去推動懸架的設計需求更正（如推桿，解耦懸架，可調節減振器，可調節搖臂，賽道/公路模式），最后再進行駕駛模擬器的驗證及反饋。
基于ADAMS的懸架側傾與轉向仿真10個月前
本文介紹麥弗遜前懸架的側傾與轉向仿真，對模型的建立作如下假設: 懸架中所有零部件都認為是剛體; 減振器簡化為線性彈簧和阻尼; 各運動副內的摩擦力忽略不計; 輪胎簡化為剛性體。創建的模型如圖 1。運用 ADAMS /CAR 模塊建立與表1相對應的汽車前懸架的運動學模型，具體的模型如圖 1 所示。
圖4：工況1條件下，前懸架使用普通減振器（藍色虛線）和CDC減振器（紅色實線）的結果對比
工況2仿真結果
工況2仿真結果如圖5所示，普通減振器車輛模型和使用ODYSSEE機器學習的CDC減振器的車輛模型均能穩定通過雙移線試驗；使用CDC減振器的車身側傾角較小，表現出更好的穩定性。
建立懸上質量懸下質量間彈簧減振器
5，建立懸上質量之間的固定副，任意懸上質量與地面間的平面副
6建立車輪與路面，tire_L1~ tire_L4
6建立車輪與懸下質量之間的轉動副
5. 設置所有部件的速度屬性（包括輪胎）
6，使用不同路面調試模型（
設置0初始速度，試仿真，檢查報錯信息。
