混合介质缓冲器动力学特性与缓冲效果研究

摘要

缓冲技术的发展对国防建设、航空航天技术的研究以及工业技术的进一步发展都具有重大的意义。目前，缓冲器已经有很多种类，但仍存在许多问题。因此本文提出了一种非线性的SALiM混合介质缓冲器的概念，其运动响应可以通过公式精确计算，其中的混合介质可以简单更换，缓冲效果良好，特别适用于重载设备的缓冲。
　　 本文设计的混合介质缓冲器主要由活塞、油缸、航空机油和空心的橡胶小球组成。混合介质用于缓冲是一门崭新的技术，它的模型结构和缓冲原理极为复杂，因此采用理论和试验两种方法来分析。
　　 首先阐述了缓冲器可以减小冲击力、吸收冲击动能的基本原理以及缓冲器的主要性能参数及其评价。应用非线性连续介质理论分析了缓冲器的非线性刚度特性，从而得到缓冲器的理论刚度模型，并分析各参数对理论刚度的影响。随后的试验对刚度模型的准确性进行了检验、确定了阻尼模型并识别模型中的各参数。这样，新型混合介质缓冲器的完整的理论模型得以建立。通过理论分析得知，缓冲器的加速度响应与诸多参数有关，运用simulink仿真分析这些参数对冲击加速度响应的影响，对混合介质缓冲器的功率谱、冲击谱及缓冲效果进行理论分析。在不同的试验条件下验证刚度公式和缓冲器理论模型的准确性，分析缓冲器的动态特性。
　　 由以上分析可知：缓冲器刚度公式准确，模型结构合理；缓冲器的加速度响应随着小球数量的增加、材料硬度的减小和初始内压的减小而增大；缓冲器表现出软弹簧特性，设计得当可达到良好的缓冲效果。