摩托车减震器阻尼特性热力学模型的建立与流场模拟分析

摘要

减震器是保证车辆行驶平顺性、安全性、减小车辆部件疲劳损坏的重要部件。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。本文针对摩托车前叉液压减震器和后筒式液压减震器，分别建立了减震器液压阻尼特性数学模型，并对后筒式液压减震器的内部流场进行了模拟分析。具体研究内容如下： 第一章介绍了本课题的研究背景以及减震器阻尼特性数学模型的国内外研究现状，阐述了本文的研究意义和内容。 第二章介绍了摩托车液压阻尼减震器的组成、功用；对液压阻尼的形成原理进行了分析，给出了流体流过细长管道、环形缝隙以及锐边短孔时流动阻力的表达式；对摩托车复原和压缩阻尼系数进行了讨论并给出了相关公式，指出了阻尼器的阻尼系数必须与车辆相匹配；介绍了减震器液压阻尼特性的几种常用形式：对摩托车减震器的性能试验也作了相关介绍。 第三章建立了摩托车前叉液压减震器和后筒式液压减震器在压缩和复原工况下阻尼特性的数学模型；给出了前减震器各腔中压力在复原和压缩行程中的变化规律和计算公式，推导出了注油量与前减震器上腔密闭空气柱体积的关系式；将数学模型在MATLAB环境下仿真，并将仿真示功图与实测示功图进行了比较，验证了建模方法的合理性与正确性，讨论了阻尼孔直径、减震液温度的变化对液压阻尼力的影响。 第四章利用GAMBIT软件建立了后筒式液压减震器的三维几何模型，运用FLUENT软件对减震器内部流场进行了数值模拟，分析对比了压缩和复原过程中阻尼筒内流场的分布情况，研究了阻尼孔直径和数目的变化对内部流场速度和压力分布的影响。 第五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

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.2减震器数学模型的研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3本文研究的主要内容

1.3.1本文研究意义

1.3.2本文研究内容

第二章摩托车减震器液压阻尼特性的分析

2.1摩托车液压阻尼减震器的组成及功用

2.1.1摩托车液压阻尼减震器的组成

2.1.2摩托车液压阻尼减震器的功用

2.2摩托车液压阻尼的形成原理

2.3摩托车阻尼器与车辆的匹配

2.3.1自由振动工况

2.3.2随机振动工况

2.3.3复原与压缩阻尼的分配

2.4摩托车减震器的液压阻尼特性

2.4.1阻力—速度特性(速度特性)

2.4.2阻力—位移特性(示功特性)

2.5摩托车减震器的性能试验

第三章摩托车减震器液压阻尼模型的建立

3.1关于建模的一些假设

3.2前叉液压减震器阻尼特性数学模型的建立

3.2.1前叉液压减震器的工作过程

3.2.2数学模型的建立

3.2.3减震器静负荷特性的计算与分析

3.3后筒式液压减震器阻尼特性数学模型的建立

3.3.1后筒式液压减震器的工作过程

3.3.2数学模型的建立

3.3.3阻尼特性的计算机模拟

3.3.4阻尼力影响因素分析

第四章减震器内部流场的数值模拟

4.1 FLUENT软件简介

4.2 GAMBIT建模及网格的划分

4.3 FLUENT的求解计算

4.3.1运用FLUENT求解问题的步骤

4.3.2 FLUENT求解器

4.3.3 FLUENT边界条件的定义

4.3.4 FLUENT湍流计算模型

4.4减震器内部三维流场的建立

4.4.1关于建模的一些假设

4.4.2几何模型的建立

4.4.3模型求解设置

4.5数值模拟结果与分析

4.5.1压缩过程

4.5.2复原过程

4.5.3本章小结

第五章结论与展望

参考文献

致谢

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