一种基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法技术

本发明专利技术提供一种基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法，涉及车辆悬架设计分析领域，包括以下步骤：S1：定义虚位移并得到虚功表达式；S2：求解空气弹簧空气体积相对于气压的变化率；S3：建立气固耦合模型；S4：定义膜式空气弹簧各部分间接触类型与摩擦类型；S5：定义膜式空气弹簧材料类型。本发明专利技术以建立一个精确的空气弹簧模型，能够用于模拟和分析膜式空气弹簧在不同配置和参数下的特性为目的，基于虚功理论同时考虑体积变化、气固耦合以及气体和固体单元边界定义来建立膜式空气弹簧数值模型。单元边界定义来建立膜式空气弹簧数值模型。单元边界定义来建立膜式空气弹簧数值模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法


[0001]本专利技术涉及车辆悬架控制
，尤其涉及一种膜式空气弹簧的建模方法。

技术介绍

[0002]随着人们对车辆性能要求的不断提高，汽车悬架系统得到了快速的发展，因空气悬架可提高车辆的乘坐舒适性、道路保持能力和控制稳定性，成为了最为流行的悬架类型之一。空气弹簧作为空气悬架系统的主要部件，也成为了学术界和工业界研究的热点。
[0003]通常，空气弹簧主要分为两类，一种称为膜式空气弹簧，其中摩擦壁在压缩过程中在活塞上滚动，另一种是波纹管型空气弹簧，其橡胶壁在压缩冲程中膨胀和弯曲。膜式空气弹簧由于其突出的弹性特性而广泛应用于重型车辆的悬架系统。由于弹性力的非线性和气囊内气体的不确定性，在膜式空气弹簧的早期开发阶段存在特殊的困难，为了解决这一问题，首先应该建立一个精确的空气弹簧模型，以便该模型能够用于模拟和分析膜式空气弹簧在不同配置和参数下的特性。然而现有方法都不能提供有效的方法来解决膜式空气弹簧的建模问题。
[0004]综上所述，急需专利技术一种基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：S1、分析膜式空气弹簧压缩与拉伸过程，定义虚位移并得到虚功表达式；S2、在S1的基础上，求解空气弹簧空气体积相对于气压的变化率；S3、在S2基础上，同时考虑空气单元和气囊外壳的相互作用，建立气固耦合模型；S4、在S3的基础上，定义膜式空气弹簧各部分间接触类型与摩擦类型；S5、在S4基础上，定义膜式空气弹簧材料类型，完成膜式空气弹簧建模。2.根据权利要求1所述的基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法，其特征在于：所述S1中，空气弹簧气囊内瞬时空气体积可定义为：其中p是空气弹簧的内部空气压力，θ是空气温度，假设粒子的数量为m，则虚功可以表示为：其中F
n
表示施加在第n个粒子上的力，d
n
表示沿第n个粒子最小作用，空气弹簧的虚功可以进一步定义为：其中δW是充气前的虚功，δV是充气时的虚体积变化，δp是虚压强变化，V是气囊的实际体积，上式的微分为：其中pdδV是压力负载刚度，是空气体积相对于压力的变化率，由于空气弹簧内的每个单元都被认为处于相同的压力下，根据实际做功原理，虚拟功也可以用每个单元e的总虚拟功表示：δW
*
＝∑[δW
e
‑
pδV
e
‑
δp(V
e
‑
V
e
)]。3.根据权利要求2所述的基于虚功理论的膜式空气弹簧建模方法，所述S2中，气弹簧内部的空气密度可定义为：式中，θ
R
和p
R
分别为参考密度ρ
R
下的温度和压力，θ
A
是按热力学温度换算的环境温度，p
A
是环境压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晶，安润兴，刘泰佑，刘锦灿，李国全，庞滔，李锦豪，
申请(专利权)人：广东溢康通空气弹簧有限公司东北大学，
类型：发明
国别省市：