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低频高载荷空气弹簧研究

郝玉密  
【摘要】: 本文选取自由膜式空气弹簧为研究对象,采用有限元理论方法,应用ABAQUS非线性有限元软件,对大型飞行器地面共振试验用空气弹簧的静、动特性进行仿真分析,并提出了两空气弹簧与两附加气室相通时的刚度计算公式,从而推导出n个空气弹簧与n个附加气室相通时的刚度公式。 首先对空气弹簧的工作原理进行了详细的分析,并对空气弹簧有限元模型和ABAQUS非线性有限元软件进行了详细的的介绍。对建立有限元模型中橡胶模型的选取和材料参数的确定,帘线层Rebar的几何特性以及在工作过程力学性能的变化,气体单元和橡胶囊壁之间的气固耦合,以及气囊容积变化等进行了详细有限元推导。对空气弹簧在振动过程中的接触理论、接触条件的判定和收敛进行了分析。 应用ABAQUS非线性有限元软件进行空气弹簧静、动特性建模。对于空气弹簧的静态特性,本文比较系统地讨论了不同初始压力,不同橡胶气囊中的帘线角、帘线网格间距和帘线层数变化对空气弹簧静刚度的影响;对于空气弹簧的动态特性,本文主要讨论了在不同频率的正弦激励下,对空气弹簧的动刚度进行了分析。 将有限元分析结果与试验结果进行对比分析,两者有很好的一致性,说明本文所采用一系列分析方法是切实可行的,可以适用于其它类型的空气弹簧的力学性能分析,并且为将来新型空气弹簧的设计提供了理论依据,这对空气弹簧进一步研制有现实的指导意义。


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