基于MATLAB/Simulink摩托车减震器阻尼特性仿真与性能分析

摘要

摩托车后减震器是摩托车后悬架系统中重要的零部件之一，能够消除后轮受到的路面冲击，提高摩托车骑乘的舒适性，降低车辆各零部件的动应力，而且还有助于加强轮胎的抓地性，保证行驶的安全性。目前，我国的减震器设计和生产能力仍很低，大量的技术均源自国外，加上传统的阻尼特性是通过试验得到，需要耗费大量的人力、财力和时间。为提高我国摩托车减震器设计水平并降低试验成本，减震器液压阻尼特性的仿真就成了一项十分重要且紧迫的研究课题。
　　 随着计算机技术的发展，通过建立基于减震器结构参数的数学模型，采用计算机模拟，可以分析各结构参数对减震器性能的影响，从而对减震器结构的改进具有指导意义。本课题就是在这个背景下展开研究的，主要研究内容如下:
　　 第一章介绍了本课题的研究背景以及减震器阻尼特性的数学建模及其测试技术的现状，阐述了本文的研究意义和内容。
　　 第二章详细分析了减震器的内部结构及阻尼力形成的工作原理，利用流体力学理论对减震器阻尼特性进行数学建模，并且考虑了诸如开阀点、限位高度、温度和储油筒气压等影响减震器阻尼特性的关键因素。
　　 第三章建立环形弹性节流阀片力学模型，对节流阀片弯曲变形进行了研究，利用边界条件得到了节流阀片弯曲变形曲面的通解，对通解进行恒等变换，得到了阀片弯曲变形系数，给出了任意位置上阀片弯曲变形量计算解析式，并提出了一种阀片弯曲变形精确计算方法。
　　 第四章在MATLAB/Simulink环境下建立了典型减震器的阻尼特性仿真系统。最后利用MATLAB/GUI进行二次开发形成一套操作简单并能进行参数化建模和仿真分析的软件系统。
　　 第五章采用MATLAB/Simulink仿真，阻尼特性仿真结果与某125型后减震器实测结果符合较好。同时，利用该模型分析阀系参数对阻尼力影响规律，为摩托车后减震器的性能优化和结构改进提供参考依据。
　　 第六章对全文的工作进行了总结，对下一步待开展的工作进行了展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题研究背景

1．2．1 减震器阻尼特性数学建模研究现状

1．2．2 减震器阻尼特性测试技术现状

1．3 课题研究内容

第二章 减震器液压阻尼特性数学模型的建立

2．1 减震器结构及工作原理

2．2 减震器建模假设

2．3 减震器阻尼特性建模

2．3．1 复原阀结构分析与建模

2．3．2 补偿阀结构分析与建模

2．3．3 流通阀结构分析与建模

2．3．4 压缩阀结构分析与建模

2．3．5 储油腔气体压力模型

2．3．6 摩擦力模型

2．4 建模中的若干问题

2．4．1 油液流量串并联

2．4．2 开阀点

2．4．3 限位高度

2．4．4 温度

2．5 本章小结

第三章 摩托车后减震器阀片刚度计算模型

3．1 圆形薄片弹性阀片的弯曲理论

3．2 弹性阀片弯曲变形微分方程的求解

3．3 叠加阀片的弯曲变形刚度

3．3．1 节流阀片叠加的当量厚度

3．3．2 叠加阀片的弯曲变形刚度

3．4 本章小结

第四章 减震器仿真分析系统建立

4．1 减震器仿真系统的建立

4．1．1 仿真工具简介

4．1．2 计算机仿真程序流程

4．2 仿真系统模型

4．2．1 摩擦力模型

4．2．2 阀片开度计算模型

4．2．3 复原行程仿真建模

4．2．4 压缩行程仿真建模

4．3 仿真界面开发设计

4．4 本章小结

第五章 减震器阻尼特性仿真及性能分析

5．1 减震器阻尼特性试验

5．2 减震器阻尼特性仿真与试验结果对比

5．2．1 静摩擦力仿真与试验结果对比

5．2．2 示功特性仿真与试验结果对比

5．2．3 速度特性仿真与试验结果对比

5．3 减震器阀系参数对阻尼力的影响

5．3．1 节流孔及复原阀片对阻尼力的影响

5．3．2 复原阀片数目对阻尼力的影响

5．3．3 阀片缺口数目对阻尼力的影响

5．3．4 储油腔压力对阻尼力的影响

5．3．5 摩擦力对阻尼力的影响

5．4 本章小结

第六章 全文总结及展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文