新型集成式雙氣室油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式動(dòng)力學(xué)特性分析

李銳泓，楊帆，林德昭，趙峰，楊陽(yáng)

(1.華僑大學(xué)機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院，福建廈門(mén) 361021；2.廈門(mén)騰威勝檢測(cè)科技有限公司,福建廈門(mén) 361006)

0 前言

油氣阻尼器是通過(guò)壓縮氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)/釋能效果,運(yùn)用氣體壓縮特性使系統(tǒng)剛度呈現(xiàn)非線(xiàn)性變化的特性。此外，油氣阻尼器還能通過(guò)油液互連的方式將兩個(gè)獨(dú)立的油氣阻尼器進(jìn)行連通，從而較好地分配各軸所受到的載荷。當(dāng)將其聯(lián)通模式應(yīng)用在車(chē)輛懸架上時(shí)可以達(dá)到提高車(chē)輛駕乘舒適度和操縱穩(wěn)定性的作用，還能夠較好地避免傳統(tǒng)機(jī)械式互連懸架的許多缺陷，例如傳統(tǒng)機(jī)械式互連懸架需要增加額外的機(jī)構(gòu)，這會(huì)導(dǎo)致懸架整體質(zhì)量的增加，不利于平衡駕乘舒適性與操縱性之間關(guān)系等。此外，傳統(tǒng)的油氣阻尼器采用外置氣室的結(jié)構(gòu)，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要占用較大的空間，對(duì)于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)會(huì)造成較大阻礙。基于此，WU提出一種集成式油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式(類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu))，如圖1(a)所示。該結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)為：(1)采用了內(nèi)置氣室的結(jié)構(gòu)，從而極大地提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的緊湊性；(2)有效地增加阻尼器實(shí)際的工作面積，使油氣阻尼器在較低的初始充氣壓力下能達(dá)到更高的承載能力。在此基礎(chǔ)上，CAO等通過(guò)數(shù)學(xué)建模及仿真分析的方式，在考慮了油液可壓縮性的基礎(chǔ)上對(duì)此類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究并將其應(yīng)用于車(chē)輛懸架系統(tǒng)中，驗(yàn)證了這種結(jié)構(gòu)可以明顯提高車(chē)輛的抗側(cè)翻性能、抗俯仰性能、操縱性和平順性。近年來(lái)，LIN等通過(guò)樣品實(shí)驗(yàn)研究及AMESim仿真相結(jié)合的方式，詳細(xì)分析了WU與CAO等所提出的類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性，結(jié)果表明：WU提出的結(jié)構(gòu)在同步運(yùn)動(dòng)測(cè)試的壓縮行程中容易出現(xiàn)輸出力畸變的現(xiàn)象，這就導(dǎo)致系統(tǒng)在工作過(guò)程中輸出力會(huì)突然產(chǎn)生階躍。造成這現(xiàn)象的原因是油液在兩個(gè)連通的油氣阻尼器之間流動(dòng)時(shí)會(huì)受到液壓連通管道最大流量的限制，使流體流動(dòng)產(chǎn)生延遲或阻塞，導(dǎo)致油液無(wú)法及時(shí)補(bǔ)充到相應(yīng)的油腔中，嚴(yán)重影響阻尼器的有效工作范圍。基于此，LIN等在WU所提出的類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一種帶阻尼孔的集成式油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式(類(lèi)型(b)結(jié)構(gòu))，其結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于：在主活塞上增設(shè)了阻尼孔，如圖1(b)所示。雖然該結(jié)構(gòu)能夠有效解決同步測(cè)試的壓縮行程中出現(xiàn)的輸出力畸變的問(wèn)題，但由于增設(shè)了阻尼孔，相較于WU的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)剛度將大幅下降。

綜合上述的問(wèn)題，本文作者將基于文獻(xiàn)[10]的類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)，提出一種基于集成式雙氣室油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式(類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu))。其結(jié)構(gòu)區(qū)別在于：環(huán)狀油腔中增加一個(gè)附加的儲(chǔ)能氣室，如圖1(c)所示。本文作者主要目的是驗(yàn)證所提出的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu):(1)相較于文獻(xiàn)[10]的結(jié)構(gòu)，能夠改善輸出力畸變的問(wèn)題；(2)同時(shí)相較于文獻(xiàn)[14]的結(jié)構(gòu)，能夠提升其系統(tǒng)的剛度。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在忽略該結(jié)構(gòu)中浮動(dòng)活塞和環(huán)狀活塞摩擦力帶來(lái)的影響的情況下，建立本構(gòu)模型,并借助AMESim仿真軟件建立相應(yīng)的仿真模型，驗(yàn)證該新型結(jié)構(gòu)的可行性，并為下一步實(shí)驗(yàn)研究打下基礎(chǔ)。首先通過(guò)類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證AMESim仿真模型的準(zhǔn)確性；其次，在此基礎(chǔ)上將文獻(xiàn)[14]建立的類(lèi)型(a)和類(lèi)型(b)與文中建立的類(lèi)型(c)油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的輸出力特性進(jìn)行對(duì)比，最后對(duì)比并分析類(lèi)型(c)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其輸出力特性的影響。圖1僅為阻尼器聯(lián)通模式的工作簡(jiǎn)圖，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)后文；圖1(c)的環(huán)狀油腔中設(shè)有止動(dòng)塊以保證輔助氣腔的初始充氣壓力及最大體積。

圖1 3種油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的簡(jiǎn)圖

1 數(shù)學(xué)模型的建立

油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式的數(shù)學(xué)建模，主要是基于流量守恒、受力平衡以及氣體狀態(tài)方程，建模過(guò)程可參見(jiàn)文獻(xiàn)[10,14-16]。文中提出的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)是在類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上新增了一個(gè)環(huán)狀氣室，因此需增加環(huán)狀氣室的氣體狀態(tài)方程、流量守恒關(guān)系以及相關(guān)的力平衡關(guān)系，如式(1)—(4)所示：

(1)

(2)

(3)

5=50-·5

(4)

為了能夠?qū)Ρ认到y(tǒng)的剛度特性，根據(jù)文獻(xiàn)[17]可知油氣阻尼器的剛度是由氣體彈簧的恢復(fù)力產(chǎn)生，因此系統(tǒng)剛度可表示為

(5)

式中：s為支柱中氣體彈簧產(chǎn)生的彈性力；為支柱中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置及基于AMESim軟件的建模

這一節(jié)的主要目的是通過(guò)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證文中所建立的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的AMESim仿真模型的準(zhǔn)確性，為下一節(jié)基于仿真模型的動(dòng)力學(xué)分析與比較建立基礎(chǔ)。課題組已建立了類(lèi)型(a)和類(lèi)型(b)的AMESim仿真模型并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，由于類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)中環(huán)狀活塞的最大位移受到止動(dòng)塊的限制，所以當(dāng)環(huán)狀氣室的初始充氣壓力大于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的最大壓力時(shí)，環(huán)狀活塞在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將壓在止動(dòng)塊上固定不動(dòng)，而環(huán)狀氣室在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將不會(huì)參與到實(shí)際的工作中，此時(shí)類(lèi)型(c)與類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性相同。因此將通過(guò)在類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的環(huán)狀氣室中充入3.0 MPa(主氣室壓力0.44 MPa)的初始充氣壓力來(lái)與類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以此驗(yàn)證針對(duì)類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)所建立的AMESim仿真模型的準(zhǔn)確性。

2.1 實(shí)驗(yàn)與仿真參數(shù)設(shè)置

此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立是基于MTS849及MTS248的動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，并通過(guò)NI數(shù)據(jù)采集卡對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，其中包括輸出力、各個(gè)腔室的壓力和活塞桿的位移等。通過(guò)對(duì)類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以便接下來(lái)對(duì)所建立的AMESim仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)中輸入的激勵(lì)信號(hào)可以表示為

=cos(2π+) (=L,R)

(6)

式中：和分別為輸入信號(hào)的幅值與頻率；代表連通的兩個(gè)油氣阻尼器之間相差的相位，用于區(qū)分同步與異步測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)由兩部分組成:同步測(cè)試和異步測(cè)試。在同步測(cè)試中，的取值均為0；在異步測(cè)試，的取值為-π/2，的取值為π/2。

實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)設(shè)置如表1所示，實(shí)驗(yàn)具體步驟見(jiàn)文獻(xiàn)[14]。

表1 實(shí)驗(yàn)及仿真的參數(shù)設(shè)置

2.2 建立AMESim模型

為了更好地與現(xiàn)有的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行比對(duì),以驗(yàn)證所建立模型的準(zhǔn)確性，文中集成式雙氣室油氣阻尼器的仿真參數(shù)按照LIN等建立的類(lèi)型(a)和類(lèi)型(b)結(jié)構(gòu)的AMESim仿真模型進(jìn)行設(shè)置，具體的仿真模型如圖2所示。

圖2 基于AMESim軟件建立的仿真模型

2.3 模型的有效性驗(yàn)證

仿真驗(yàn)證中主要目的是驗(yàn)證所建立的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)仿真模型的準(zhǔn)確性。利用上述當(dāng)類(lèi)型(c)的環(huán)狀氣室初始充氣壓力大于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的最大壓力時(shí)，環(huán)狀活塞的最大位移受到止動(dòng)塊的限制，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將保持固定不動(dòng)，所以環(huán)狀氣室在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將不會(huì)參與到實(shí)際工作，此時(shí)類(lèi)型(c)與類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性相同的特點(diǎn)，把建立的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的仿真模型與類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以證明該基本模型的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真對(duì)比如圖3所示。

圖3 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出力之間的對(duì)比

通過(guò)以上對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的環(huán)狀氣室初始充氣壓力為3.0 MPa時(shí)，其仿真結(jié)果與類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的仿真所表現(xiàn)出的現(xiàn)象幾乎完全一致，從而證明了所建立的AMESim仿真模型的準(zhǔn)確性。在下一節(jié)中，將借助所建立的AMESim仿真模型對(duì)三類(lèi)油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的動(dòng)力學(xué)特性展開(kāi)進(jìn)行研究。

3 討論

基于前一節(jié)已證明所建立的AMESim仿真模型的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，將對(duì)這3種油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析與對(duì)比。由于本文作者的研究目的是為了探究雙氣室油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式的動(dòng)力學(xué)特性和與其他兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別，因此仿真中阻尼器的結(jié)構(gòu)參數(shù)都是參照類(lèi)型(a)實(shí)驗(yàn)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，另外在3種類(lèi)型油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的仿真對(duì)比中，所有的仿真參數(shù)均保持一致。因?yàn)轭?lèi)型(a)存在嚴(yán)重的畸變與負(fù)壓現(xiàn)象,所以實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證的過(guò)程中幅值和頻率會(huì)受到一定的限制。

3.1 與類(lèi)型(a)聯(lián)通結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的對(duì)比

如前所述，LIN等已驗(yàn)證類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)在同步測(cè)試中會(huì)出現(xiàn)輸出力畸變以及負(fù)壓力的現(xiàn)象，而本文作者所提出的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)，正是為了改善這一現(xiàn)象。圖4中對(duì)比了同步測(cè)試中類(lèi)型(a)與類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)在不同峰值速度(0.1、0.2、0.3、0.4 m/s)下的輸出力與位移的變化曲線(xiàn)。在圖4中，環(huán)狀氣室的初始充氣壓力為0.44 MPa，其余參數(shù)與表1中一致。

圖4 不同峰值速度下同步測(cè)試中的輸出力與位移的關(guān)系

對(duì)比圖4中的仿真結(jié)果，可以觀察到：(1)整體上類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)剛度小于類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu),這主要是由于增加了環(huán)狀氣室，使得系統(tǒng)的剛性有所降低；(2)隨著峰值速度的增大，類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)在其壓縮行程中開(kāi)始出現(xiàn)輸出力畸變的問(wèn)題，在如圖4峰值速度大于0.2 m/s的情況下，類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)的輸出力畸變情況逐漸加劇，甚至在0.4 m/s的情況下輸出力曲線(xiàn)隨時(shí)間變化，輸出力越來(lái)越大，無(wú)法穩(wěn)定地輸出，嚴(yán)重影響了該阻尼器的正常工作，相比之下類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)在相同的情況下并沒(méi)有出現(xiàn)輸出力畸變的問(wèn)題，而且在不同激勵(lì)信號(hào)下,動(dòng)力學(xué)特性曲線(xiàn)較為穩(wěn)定,由此可以說(shuō)明增加的環(huán)狀氣室結(jié)構(gòu)可以明顯改善同步試驗(yàn)中輸出力畸變問(wèn)題；(3)相較于類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)，類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的負(fù)壓力現(xiàn)象有所改善，但是在拉伸過(guò)程中仍會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓力的現(xiàn)象，其主要的原因是在文中建立的AMESim仿真模型中忽略了環(huán)狀活塞摩擦力的影響，因此在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，環(huán)狀活塞將根據(jù)壓力的變化而直接開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，所以環(huán)狀油腔中的油液無(wú)法第一時(shí)間通過(guò)連通管道流向另一支柱的主油腔，從而使得主油腔的壓力小于環(huán)狀油腔中的壓力，從而出現(xiàn)了負(fù)壓力的現(xiàn)象，因?yàn)閷?shí)際的實(shí)驗(yàn)中會(huì)有摩擦力存在，所以該現(xiàn)象在實(shí)際應(yīng)用中未必會(huì)出現(xiàn)。

3.2 與類(lèi)型(b)聯(lián)通結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的對(duì)比

LIN等提出在主活塞上增加阻尼孔的方案,雖能有效地改善類(lèi)型(a)懸架結(jié)構(gòu)存在的輸出力畸變等弊端，但同時(shí)也帶來(lái)了剛度下降的問(wèn)題，尤其是在異步激勵(lì)信號(hào)的情況下。圖5對(duì)比了類(lèi)型(b)與類(lèi)型(c)懸架結(jié)構(gòu)在相同幅值(7.96 mm)下低、中速情況的輸出力。圖5中，環(huán)狀氣室的充氣壓力為0.44 MPa，其余參數(shù)與表1一致。

圖5 不同峰值速度的異步測(cè)試中輸出力與位移的關(guān)系圖

通過(guò)圖5可以明顯觀察到：(1)類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)在整體的異步試驗(yàn)中的輸出力斜率比類(lèi)型(b)結(jié)構(gòu)大，即類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)能夠輸出較大的系統(tǒng)剛度(依據(jù)公式(5))；(2)通過(guò)仿真中幾個(gè)頻率之間的對(duì)比也可以明顯地看出在異步測(cè)試中，類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)的輸出力斜率較穩(wěn)定，能夠在頻率增大的情況下保持相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)剛度。該特性在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以避免由于頻率的變化而導(dǎo)致輸出力產(chǎn)生較大變化，有利于阻尼器在實(shí)際中的應(yīng)用。

3.3 類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響

在集成式油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式中，阻尼器的各項(xiàng)參數(shù)都可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的輸出力特性造成較大影響。如增加連接的液壓管路長(zhǎng)度(減小液壓管路口徑)來(lái)增大液阻，從而提高系統(tǒng)剛性。在文中所提出的類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)中，所增加的環(huán)狀氣室將起到重要作用，因此將在討論液壓管路長(zhǎng)度與口徑對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響外，重點(diǎn)分析環(huán)狀氣室的容積以及初始充氣壓力對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。

3.3.1 液壓連通管道參數(shù)的影響

在油氣阻尼器聯(lián)通工作模式中，液壓管路起了一個(gè)關(guān)鍵的聯(lián)結(jié)作用，因此對(duì)比不同液壓管路參數(shù)對(duì)懸架輸出力的影響，在圖6和圖7中分別對(duì)比了不同長(zhǎng)度(2.5、3.5、4.5 m)和不同直徑大小(4、5、6 mm)的液壓連通管道在相同激勵(lì)情況下的同步和異步測(cè)試中，輸出力與位移之間的關(guān)系。

圖6 不同長(zhǎng)度的液壓連通管路的輸出力對(duì)比

圖7 不同直徑的液壓連通管路的輸出力對(duì)比

由圖6和圖7可以看出隨著液壓連通管路長(zhǎng)度的增加或是直徑的減小，無(wú)論是在同步測(cè)試還是異步測(cè)試中，輸出力都會(huì)隨之增加，其變化趨勢(shì)不會(huì)因測(cè)試的頻率或者幅值發(fā)生變化，因此在后文的對(duì)比中將取其中一個(gè)相同的幅值和頻率來(lái)進(jìn)行對(duì)比。輸出力增加的原因是當(dāng)連通管道的長(zhǎng)度增加或直徑減少時(shí)，管道中的流量會(huì)受到限制，相應(yīng)的流量關(guān)系如圖8和圖9所示，其余測(cè)試中的流量趨勢(shì)均相同。當(dāng)流量受到限制時(shí)就會(huì)導(dǎo)致阻尼器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，油液無(wú)法及時(shí)流到相應(yīng)的油腔中，所以此時(shí)該系統(tǒng)中的油液會(huì)直接推動(dòng)浮動(dòng)活塞和環(huán)狀活塞分別擠壓主氣室和環(huán)狀氣室中的氣體，使得系統(tǒng)整體壓力上升，導(dǎo)致油氣阻尼器輸出力上漲。根據(jù)這一特性，設(shè)計(jì)時(shí)油氣阻尼器就可以根據(jù)實(shí)際需要通過(guò)改變管道的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整輸出力的范圍，以適應(yīng)不同負(fù)載的需求。

圖8 不同長(zhǎng)度的液壓連通管路的流量對(duì)比

圖9 不同直徑的液壓連通管路的流量對(duì)比

3.3.2 環(huán)狀氣室容積對(duì)輸出力影響

由于類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)與其余兩種油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式之間最大的區(qū)別就是增加了一個(gè)額外的環(huán)狀氣室，因此改變環(huán)狀氣室的容積也將會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體產(chǎn)生一定的影響。圖10中將會(huì)對(duì)比環(huán)狀氣室不同體積(80 000、120 000、160 000 mm)對(duì)系統(tǒng)整體輸出力的影響。

由圖10可以看出：隨著環(huán)狀氣室體積減少，在同步測(cè)試中系統(tǒng)輸出力逐漸下降。這是由于在油氣阻尼器工作過(guò)程中，變化的體積是保持不變的，當(dāng)輔助氣室的初始體積減少時(shí)，根據(jù)方程(3)的氣體狀態(tài)方程，在相同的激勵(lì)條件下，系統(tǒng)中的壓力會(huì)升高，導(dǎo)致油氣阻尼器的輸出力增大。

圖10 環(huán)狀氣室不同容積下輸出力的對(duì)比

3.3.3 環(huán)狀氣腔初始充氣壓力對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響

除了上一節(jié)提到的環(huán)狀氣室體積對(duì)系統(tǒng)輸出力特性的影響之外，環(huán)狀氣室的初始充氣壓力同樣也會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體產(chǎn)生一定的影響。圖11中將會(huì)對(duì)比環(huán)狀氣室不同初始充氣壓力(0.44、0.60、0.80 MPa)對(duì)系統(tǒng)整體輸出力的影響。

圖11 環(huán)狀氣室在不同初始充氣壓力下輸出力對(duì)比

由圖11可以看出：隨著環(huán)狀氣室初始充氣壓力的增加，不論是在同步或異步測(cè)試中，油氣阻尼器的輸出力都在逐漸地增加。因此當(dāng)集成式雙氣室油氣阻尼器實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際的負(fù)載來(lái)調(diào)整初始充氣壓力的大小以達(dá)到最佳的使用效果。同樣地，在同步測(cè)試中會(huì)出現(xiàn)輸出力畸變的問(wèn)題，這是由于隨著初始充氣壓力增大，類(lèi)型(c)結(jié)構(gòu)逐漸地轉(zhuǎn)化為類(lèi)型(a)結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的。

4 結(jié)論

針對(duì)兩類(lèi)(類(lèi)型(a)和類(lèi)型(b)結(jié)構(gòu))油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種基于集成式雙氣室油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式。在建立本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)AMESim仿真軟件建立三類(lèi)油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的仿真模型。通過(guò)仿真模型結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所提出的集成式雙氣室油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式能夠在提供足夠剛度的基礎(chǔ)上，有效地改善輸出力畸變以及負(fù)壓力的現(xiàn)象，并能夠提供穩(wěn)定的輸出力曲線(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，本文作者深入分析了集成式雙氣室油氣阻尼器的聯(lián)通工作模式的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，重點(diǎn)討論了輔助氣室的容積以及其初始充氣壓力、連通管路的物理參數(shù)(長(zhǎng)度與口徑)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。文中的研究驗(yàn)證了所提出的集成式雙氣室油氣阻尼器聯(lián)通工作模式的有效性，為下一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)提供一定的基礎(chǔ)。