申请/专利权人：泉州装备制造研究所

申请日：2018-11-29

公开（公告）日：2023-06-20

公开（公告）号：CN109558679B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.06.20#授权;2019.04.26#实质审查的生效;2019.04.02#公开

摘要：本发明公开了液压减震器技术领域的一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法，包括液压减震器的内部设置有相互连通的上腔体和下腔体以及工作液补偿腔，所述上腔体和下腔体内都填满了工作液，通过工作液流动过程中在两个活塞中形成的压强差来计算减震器的阻尼力，本发明针对液压减震器的气穴现象提出一种基于工作液工作状态的计算仿真方法，通过该仿真方法能快速计算减震器气穴现象的发生时间点以及气穴强烈程度甚至通过对气穴强度的量化分析，能反馈到减震器回程的阻尼力定量衰减，该发明的提出弥补了减震器开发过程中对于气穴现象无法把控的局面。

主权项：1.一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法，其特征在于：液压减震器内设置通过两个活塞隔离的三个腔体，三个腔体包括上腔体、下腔体和工作液补偿腔，两个活塞包括上活塞和下活塞，所述上腔体和下腔体被上活塞隔离，所述下腔体和工作液补偿腔被下活塞隔离，所述上腔体和下腔体通过开设在上活塞上的上活塞孔连通，所述下腔体和工作液补偿腔通过开设在下活塞上的下活塞孔连通，所述上活塞上安装了活塞杆，所述活塞杆设置在上腔体内，仿真方法包括以下步骤：步骤1，最初的输入条件是活塞的移动行程公式：S＝Bsin2πft，通过活塞的移动行程公式，我们可以得到对应的活塞杆的移动速度V，并对以上关系进行求导，得到活塞杆的移动速度公式：V＝B2πfcos2πft，其中B等于正弦行程载荷的振幅，f为该载荷的加载频率，t是施加载荷的时间；频率f取值从1开始以0.1的增幅开始递增，对于每个频率f，时间t的取值从0开始以120f的增幅递增到1f，完成一个往复周期的加载；当频率f取值0.1的时候，液压减震器内的该工作液不会发生气穴现象；基于此，设定活塞杆向上腔体方向移动，且设定活塞杆的移动速度V为安全范围内的固定值，通过上活塞孔工作液的流量公式计算出Qpiston值，上活塞孔工作液的流量公式和下活塞孔工作液的流量公式分别为：Qpiston＝VAAQbottom＝VArod其中，Qbottom为工作液流过下活塞孔的流量；Arod为活塞杆的截面积；Qpiston为工作液流过上活塞孔的流量；AA为上腔体的截面积；步骤2，计算出上活塞孔的工作液流速，工作液通过上活塞孔的工作液流速公式为： 其中，Apiston_hole为上活塞孔的截面积，voil为工作液在上活塞孔内的流速；步骤3，计算并判断出工作液是否发生气穴现象，方法如下：将欧拉数公式改为气穴指数公式，并改命名欧拉数EU为气穴指数Ca，具体为： 然后计算得到气穴指数Ca公式如下： 其中，pd为下游压强，pv是汽化压力，ρ为工作液的密度；设该工作液的标准气穴指数值为m，如果根据公式1计算得到待测的液压减震器的气穴指数Ca大于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液没有汽化，无气穴现象发生，进行步骤4；如果检测到待测的液压减震器的气穴指数Ca小于或者等于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液发生汽化，有气穴现象发生，进行步骤5；步骤4，无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：先计算上活塞孔和下活塞孔的流量： 其中，Cq为无气穴现象时工作液的流量系数，此时Cq值为常数，Qbottom为流过下活塞孔的流量，Abotton_hole为下活塞孔的截面积，Δppiston为上活塞孔两端的压强差，Δpbottom是下活塞孔两端的压强差；通过流量计算公式计算上活塞孔和下活塞孔的流量，得出没有气穴现象时的阻尼力计算公式：F＝ΔppistonAA+ΔpbottomArod2Arod＝AB-AA，Arod为活塞杆的截面积，AB为下腔体的截面积；接下来将位移行程公式和活塞杆的移动速度公式代入公式2，得到无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的公式3，如下： 步骤5，当有气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：发生气穴现象时的活塞孔的流量系数表述为： 其中Cqca为发生气穴现象时工作液的流量系数，此时Cqca为变量，pu为活塞孔上游压强，pv为工作液的汽化压强，且为常量，pd为下游压强，Cc为工作液在气穴情况下流过活塞孔的收缩系数，Cc＝AcA，其中Ac为下游收缩区域的截面积，A为连通上下游的活塞孔截面积，上下游是指工作液流动方向，当发生气穴现象的活塞杆的阻尼力F，需要将公式3中的Cq替换为Cqca，得到如下公式： 液压减震器内活塞的去程和返程上都有20个计算检测点，通过在每个计算检测点对气穴系数的检测统计出发生气穴现象的点数Nca，且0≤Nca≤20，在下一个行程中计算气穴衰减修正系数： 其中，液压减震器内，活塞杆往复行程上的检测点的总数都为Nca个，i为下一个行程中对应的时间点顺序；由于上个行程发生气穴现象产生的气泡对下个行程阻尼力的影响需要通过气穴衰减修正系数修正，将公式5中的F衰减后的阻尼力Ffinal的计算公式如下：Ffinal＝CIF×F6；步骤6，将活塞杆在不同加载频率和时间点的取值分别代入公式3和公式6，得到不同阻尼力数值，再将各个数值绘制在同一曲线图内，得到计阻尼力-活塞行程和活塞杆移动速度的曲线，并通过这两个曲线对不同的液压减震器进行仿真预测。

全文数据：一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法技术领域本发明涉及液压减震器技术领域，特别是涉及一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法。背景技术液压减震器的原理为：当车辆通过颠簸路段时，减震器受压，将活塞推入连接车厢的另一根轴筒；活塞上有标准小孔，工作液由上游腔体穿过小孔流往下游腔体的过程受到阻力，而起到阻尼的作用，反之，减震器受拉，工作液从另一个方向流过活塞中的小孔产生反向阻尼力。当工作液在液压缸中的压力由于高速流过活塞中的小孔而降低至工作液的汽化压力时，工作液就开始局部气化，产生气穴现象，并在活塞孔的流出端形成气泡堆积，目前液压减震器在工作过程中可能由于车辆超载、路况复杂等因素，导致液压减震器承受过于严苛的载荷工况，致使活塞在液压缸内移动速度过快，活塞杆在移动的过程中，从而工作液出现气穴现象。气穴现象所带来的问题包括：不规则振动和噪声，气蚀以及降低系统减震性能等问题，目前的检测手段是，将液压减震器安装使用的车辆上，并将车辆模拟实际道路运行，然后再通过传感器检测手段，将各项数据进行检测，只能将液压减震器生产出来，然后检测是否能适应，如果不行，重新生产，或者生产一个大大超过使用需求的减震器，但是这样的减震器，与使用车辆不配套，使用效果很差；以上方法都无法通过所需要的工作环境，判断出合适的减震器各项参数，更无法直接对气穴现象进行检测预警，为了解决这一问题，我们现在需要一种更高效的方法，完全的模拟减震器的工作状态，而且不需要用各种车辆进行安装实验检测，就能准确的判断出符合车辆的车载减震器的各项参数需求。基于此，本发明设计了一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法，以解决上述问题。发明内容本发明的目的在于提供一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法，不需要用各种车辆进行安装实验检测，就能通过函数和曲线图进行准确的计算，然后判断出符合车辆运行的车载减震器的各项参数需求。本发明是这样实现的：一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法，液压减震器内设置通过两个活塞隔离的三个腔体，三个腔体包括上腔体、下腔体和工作液补偿腔，两个活塞包括上活塞和下活塞，所述上腔体和下腔体被上活塞隔离，所述下腔体和工作液补偿腔被下活塞隔离，所述上腔体和下腔体通过开设在上活塞上的上活塞孔连通，所述下腔体和工作液补偿腔通过开设在下活塞上的下活塞孔连通，所述上活塞上安装了活塞杆，所述活塞杆设置在上腔体内，仿真方法包括以下步骤：步骤1，最初的输入条件是活塞的移动行程公式：S＝Bsin2πft，通过活塞的移动行程公式，我们可以得到对应的活塞杆的移动速度V，并对以上关系进行求导，得到活塞杆的移动速度公式：V＝B2πfcos2πft，其中B等于正弦行程载荷的振幅，f为该载荷的加载频率，t是施加载荷的时间；频率f取值从1开始以0.1的增幅开始递增，对于每个频率f，时间t的取值从0开始以120f的增幅递增到1f，完成一个往复周期的加载；当频率f取值0.1的时候，液压减震器内的该工作液不会发生气穴现象；基于此，设定活塞杆向上腔体方向移动，且设定活塞杆的移动速度V为安全范围内的固定值，通过上活塞孔工作液的流量公式计算出Qpiston值，上活塞孔工作液的流量公式和下活塞孔工作液的流量公式分别为：Qpiston＝VAAQbottom＝VArod其中，Qpiston为工作液流过上活塞孔的流量；AA为上腔体的截面积；，Qbottom为工作液流过下活塞孔的流量；Arod为活塞杆的截面积；步骤2，计算出上活塞孔的工作液流速，工作液通过上活塞孔的工作液流速公式为：其中，Apiston_hole为上活塞孔的截面积，voil为工作液在上活塞孔内的流速；步骤3，计算并判断出工作液是否发生气穴现象，方法如下：将欧拉数公式改为气穴指数公式，并改命名欧拉数EU为气穴指数Ca，具体为：然后计算得到气穴指数Ca公式如下：其中，pd为下游压强，pv是汽化压力，ρ为工作液的密度；设该工作液的标准气穴指数值为m，如果根据公式1计算得到待测的液压减震器的气穴指数Ca大于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液没有汽化，无气穴现象发生，进行步骤4；如果检测到待测的液压减震器的气穴指数Ca小于或者等于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液发生汽化，有气穴现象发生，进行步骤5；步骤4，无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：先计算上活塞孔和下活塞孔的流量：其中，Cq为无气穴现象时工作液的流量系数，此时Cq值为常数，Qbottom为流过下活塞孔的流量，Abotton_hole为下活塞孔的截面积，Δppiston为上活塞孔两端的压强差，Δpbottom是下活塞孔两端的压强差；通过上活塞孔和下活塞孔的流量的流量计算公式，得出没有气穴现象时的阻尼力计算公式：F＝ΔppistonAA+ΔpbottomArod2Arod＝AB-AA，Arod为活塞杆的截面积，AB为下腔体的截面积；接下来将位移行程公式和活塞杆的移动速度公式代入公式2，得到无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的公式3，如下：步骤5，当有气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：发生气穴现象时的活塞孔的流量系数表述为：其中Cqca为发生气穴现象时工作液的流量系数，此时Cqca为变量，pu为活塞孔上游压强，pv为工作液的汽化压强，且为常量，pd为下游压强，Cc为工作液在气穴情况下流过活塞孔的收缩系数，Cc＝AcA，其中Ac为下游收缩区域的截面积，A为连通上下游的活塞孔截面积，上下游是指工作液流动方向，当发生气穴现象的活塞杆的阻尼力F，需要将公式3中的Cq替换为Cqca，得到如下公式：液压减震器内活塞的去程和返程上都有20个计算检测点，通过在每个计算检测点对气穴系数的检测统计出发生气穴现象的点数，Nca0≤Nca≤20。在下一个行程中计算气穴衰减修正系数：其中，液压减震器内，活塞杆往复行程上的检测点的总数都为Nca个，i为下一个行程中对应的时间点顺序；由于上个行程发生气穴现象产生的气泡对下个行程阻尼力的影响需要通过气穴衰减修正系数修正，将公式5中的F衰减后的阻尼力Ffinal的计算公式如下：Ffinal＝CIF×F6；步骤6，将活塞杆在不同加载频率和时间点的取值分别代入公式3和公式6，得到不同阻尼力数值，再将各个数值绘制在同一曲线图内，得到计阻尼力-活塞行程和活塞杆移动速度的曲线，并通过这两个曲线对不同的液压减震器进行仿真预测。本发明的有益效果是：本发明针对液压减震器的气穴现象提出一种基于工作液工作状态的计算仿真方法，通过该仿真方法能快速计算减震器气穴现象的发生时间点以及气穴强烈程度甚至通过对气穴强度的量化分析，能反馈到减震器回程的阻尼力定量衰减，该发明的提出弥补了减震器开发过程中对于气穴现象无法把控的局面，能够做到从产品设计初期，就通过液压减震器的各项参数，就能计算出产品的成品速度极限和载荷极限，以及发生气穴现象时各项参数的临界点，能有效的预测气穴现象的发生，将不同规格的液压减震器安装在合适的工况上，这样就能有效的避免减震器超负荷工作而产生气泡。附图说明下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。图1为本发明液压减震器内部结构示意图；图2为本发明气穴现象检测点位置示意图；图3为阻尼力-活塞行程的关系曲线图；图4为阻尼力-活塞速度的关系曲线图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-上腔体，11-上活塞，2-下腔体，21-工作液补偿腔，22-下活塞，3-上活塞孔，31-下活塞孔，4-活塞杆，5-去程检测点，6-返程检测点。具体实施方式请参阅图1至4所示，本发明提供实施例的一个具体应用为：液压减震器内设置通过两个活塞隔离的三个腔体，三个腔体包括上腔体1、下腔体2和工作液补偿腔21，两个活塞包括上活塞11和下活塞22，所述上腔体1和下腔体2被上活塞11隔离，所述下腔体2和工作液补偿腔21被下活塞22隔离，所述上腔体1和下腔体通2过开设在上活塞11上的上活塞孔3连通，所述下腔体2和工作液补偿腔21通过开设在下活塞22上的下活塞孔31连通，所述上活塞11上安装了活塞杆4，所述活塞杆4设置在上腔体1内，液压减震器内还设置有与下腔体1通过下活塞孔31连通的工作液补偿腔21，活塞杆4原本是在上腔体1和下腔体2之间的中间位置，当车辆遇到颠簸时，液压减震器受到车辆的重力作用，活塞杆4受力，并产生阻尼力，减缓车辆高度位置变化的速度，使车辆高度不会发生急剧变化，增加驾乘车辆的舒适度；活塞杆4的受力和液压减震器产生阻尼力并作用在活塞杆4上，活塞杆4受力在上腔体1和下腔体2之间滑动，工作液在上腔体1和下腔体2之间穿过上活塞孔3流动，从而产生阻尼力，本发明就是通过工作液流动的流量来计算阻尼力和活塞杆4行程关系的仿真方法。仿真方法包括以下步骤：步骤1，先选定工作液，然后对该工作液的特性进行测试，每次更换工作液都需要重新对工作液的特性进行测试，每种工作液会发生气穴现象时都会有一个准确的数值，本发明选定的工作液，经过测试，测得标准气穴指数值为m＝0.0745，此时工作液的汽化压强pv为13pa，并设定上活塞孔3的直径为0.61m，一般只需要检测上腔体1即可，因为再液压减震器进行工作时，上腔体1拉伸强度和工作液的流速都会大于下腔体2的，那么此时一旦上腔体1产生气穴现象，表示整个液压减震器已经发生气穴现象，但是下腔体2此时不一定产生气穴现象，所以只需要检验和计算上腔体1的工作状况，气穴现象是活塞杆4去程时，工作液发生气穴现象，气泡留在上腔体1不会流走，在活塞杆4返程时，会将上腔体1内的气泡全部压破，然后工作液与活塞才会产生相互作用的阻尼力，起到减震效果，在这一过程时液压减震器会发生振动、失效和突然掉落等无益状态，这样就严重影响了液压减震器的正常工作，说明此时的液压减震器已经超负荷运转，不适合用在此时的工作场所，本发明的液压减震器特指车载液压减震器，是竖向安装在汽车底部的；最初的输入条件是活塞的移动行程公式：S＝Bsin2πft，通过活塞的移动行程公式，我们可以得到对应的活塞杆的移动速度V，并对以上关系进行求导，得到活塞杆4的移动速度公式：V＝B2πfcos2πft，其中B等于正弦行程载荷的振幅，f为该载荷的加载频率，t是施加载荷的时间；频率f取值从1开始以0.1的增幅开始递增，对于每个频率f，时间t的取值从0开始以120f的增幅递增到1f，完成一个往复周期的加载；当频率f取值0.1的时候，液压减震器内的该工作液不会发生气穴现象；基于此，设定活塞杆4向上腔体1方向移动，且设定活塞杆4的移动速度V为安全范围内的固定值，通过上活塞孔3工作液的流量公式计算出Qpiston值，上活塞孔3工作液的流量公式和下活塞孔31工作液的流量公式分别为：Qpiston＝VAAQbottom＝VArod并计算出Qpiston值和Qbottom值；其中，AA为上腔体1的截面积；Qpiston为工作液流过上活塞孔3的流量；Arod为活塞杆4的截面积；Qbottom为工作液流过下活塞孔31的流量；步骤2，计算出上活塞孔3的工作液流速，工作液通过上活塞孔3的工作液流速公式为：其中，Apiston_hole为上活塞孔3的截面积，voil为工作液在上活塞孔3内的流速；步骤3，计算并判断出工作液是否发生气穴现象，方法如下：将欧拉数公式改为气穴指数公式，并改命名欧拉数EU为气穴指数Ca，具体为：然后计算得到气穴指数Ca公式如下：其中，pd为下游压强，pv是汽化压力，ρ为工作液的密度；设该工作液的标准气穴指数值为m，如果根据公式1计算得到待测的液压减震器的气穴指数Ca大于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液没有汽化，无气穴现象发生，进行步骤4；如果检测到待测的液压减震器的气穴指数Ca小于或者等于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液发生汽化，有气穴现象发生，进行步骤5；步骤4，无气穴现象发生时，先计算上活塞孔3和下活塞孔31的流量，根据JHuang1991年在《JournalofAnhuiUniversityofTechnology》上发表的论文，Oncavitationinfluidpower，可以得出如下计算公式：其中，Qpiston为工作液流过上活塞孔3的流量，Cq为无气穴现象时工作液的流量系数，此时Cq值为常数，Apiston_hole为上活塞孔3的截面积，Qbottom为流过下活塞孔31的流量，Abotton_hole为下活塞孔31的截面积，Δppiston为上活塞孔3两端的压强差，Δpbottom是下活塞孔31两端的压强差；通过上活塞孔3和下活塞孔31的流量的流量计算公式，得出没有气穴现象时的阻尼力计算公式：F＝ΔppistonAA+ΔpbottomArod2Arod＝AB-AA，Arod为活塞杆4的截面积，AB为下腔体2的截面积；然后对活塞杆4施加一个模拟正弦信号的位移行程载荷，位移行程公式为：S＝Bsin2πft，通过行程公式，我们可以得到对应的活塞杆4的移动速度V，并对以上关系进行求导，得到活塞杆4的移动速度公式：V＝B2πfcos2πft，其中B等于正弦行程载荷的振幅，f为该载荷的加载频率，t是施加载荷的时间；接下来将位移行程公式和活塞杆4的移动速度公式代入公式2，得到无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的公式3，如下：步骤5，当有气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：发生气穴现象时的活塞孔3的流量系数表述为：其中Cqca为发生汽化现象时工作液的流量系数，此时Cqca为变量，pu为活塞孔3上游压强，pv为工作液的汽化压强，且为常量，pd为下游压强，Cc为工作液在气穴情况下流过活塞孔3的收缩系数，Cc＝AcA，其中Ac为下游发生气穴区域的截面积，A为活塞孔3截面积，上下游是指工作液流动方向例如：工作液由上腔体1流向下腔体2时，上腔体1内的压强为上游压强，下腔体2内的压强为下游压强；工作液流向相反时，上下游压强相反，当发生气穴现象的活塞杆4的阻尼力F，需要将公式3中的Cq替换为Cqca，得到如下公式：截止目前我们已经可以计算活塞杆向上拉伸过程中正常工作液情况下的减震器阻尼力以及汽化工作液情况下的阻尼力，然而汽化形成的气泡对于活塞的压缩形成又会造成活塞回程空程的情况，即回程过程中气泡被活塞压破，造成阻尼力骤降，，致使发生气穴现象的活塞回程阻尼力计算不精准，对此我们提出一种定量描述工作液汽化强度计算方式：以减震器受拉伸行程为例，从减震器最短状态到最长状态，我们将加载周期进行十等分，也就是有10个计算检测点，一旦计算到工作液发生汽化现象，即Ca值小于等于0.0745，我们更换正常的流量系数至汽化现象发生后的流量系数，并别设置气穴计数Nca加一，比如下图中被检测到气穴现象的计数为5，相应的在返程也就是压缩行程中，我们也选取10个位置点，其中前5个时间点由于有上一个行程遗留下来的气泡，我们对阻尼力做一个衰减系数修正，并将实际阻尼力检测值拟合为气穴衰减修正系数：其中，液压减震器内，活塞杆4往复行程上的检测点的总数都为Nca个，i为对应的位置点顺序；当发生气穴现象的活塞杆4的阻尼力F需要通过气穴衰减修正系数修正，公式5中的阻尼力F衰减后的返程修正阻尼力Ffinal的计算公式如下：Ffinal＝CIF×F6；步骤6，通过对位移行程公式中的频率f进行取值，取值从0.10.20.30.4.一直到做出完整的封闭的曲线椭圆环，对应的就是阻尼力-行程曲线图3里的一个个圈，我们可以逐步计算不同移动速度下液压减震器的阻尼力，将活塞杆4不同加载频率和时间点的取值分别代入公式3和公式6，得到不同阻尼力数值，再将各个数值绘制在同一曲线图内，得到计阻尼力-活塞行程和活塞杆4移动速度的曲线，并通过这两个曲线对不同的液压减震器进行仿真预测。通过多个速度和行程的取值点，取值点越多，越准确，本发明的取值点大于100个，然后计算出取值点上行程对应的阻尼力数值，将各个点进行拟合为完整曲线图，从图中可以看出发生气穴现象的曲线中阻尼力有有明显的陡坡式的升降，如图3上的Y标记点，目前的阻尼力计算方法已经能在压缩以及拉伸两个行程中检测到气穴现象，并且能够对所产生的气穴现象进行量化计数，进而反馈到下一个行程中的阻尼力变化，已经能通过阻尼力的函数和阻尼力-活塞行程曲线，计算不同参数的液压减震器在各种工作状态下是否会发生气穴现象，以及会气穴现象的极限数值，以0点轴线上下对称的曲线组成一个封闭的环路，每一个封闭的环路就是一个去程-返程的曲线，其中这些曲线中阻尼力发生明显骤变的，说明已经有气穴现象发生，该计算方法在目前的液压传动领域为首创，并且已经在实际使用过程中实现产业价值，这种方法，已经通过MATLAB软件进行制作，形成用户界面，操作简单，也适合非液压减震器的研究人员使用，也就是车辆制造人员，能使用软件，简便的给所需要生产的车辆配给合适的液压减震器，而不必通过反复试验来进行寻找。下游收缩区域：是指流体流过孔洞，会在孔洞下游产生旋涡，流体流进孔洞之后，流束会收缩，导致刚刚穿过孔洞的流体截面积小于孔洞的截面积。另，本发明内所有的数值单位使用如下：压强单位均使用：pa；密度单位均使用：kgm3；压力单位均使用：N；速度单位均使用：ms；流速单位均使用：m3s；时间单位均：s。虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

权利要求：1.一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法，其特征在于：液压减震器内设置通过两个活塞隔离的三个腔体，三个腔体包括上腔体、下腔体和工作液补偿腔，两个活塞包括上活塞和下活塞，所述上腔体和下腔体被上活塞隔离，所述下腔体和工作液补偿腔被下活塞隔离，所述上腔体和下腔体通过开设在上活塞上的上活塞孔连通，所述下腔体和工作液补偿腔通过开设在下活塞上的下活塞孔连通，所述上活塞上安装了活塞杆，所述活塞杆设置在上腔体内，仿真方法包括以下步骤：步骤1，最初的输入条件是活塞的移动行程公式：S＝Bsin2πft，通过活塞的移动行程公式，我们可以得到对应的活塞杆的移动速度V，并对以上关系进行求导，得到活塞杆的移动速度公式：V＝B2πfcos2πft，其中B等于正弦行程载荷的振幅，f为该载荷的加载频率，t是施加载荷的时间；频率f取值从1开始以0.1的增幅开始递增，对于每个频率f，时间t的取值从0开始以120f的增幅递增到1f，完成一个往复周期的加载；当频率f取值0.1的时候，液压减震器内的该工作液不会发生气穴现象；基于此，设定活塞杆向上腔体方向移动，且设定活塞杆的移动速度V为安全范围内的固定值，通过上活塞孔工作液的流量公式计算出Qpiston值，上活塞孔工作液的流量公式和下活塞孔工作液的流量公式分别为：Qpiston＝VAAQbottom＝VArod其中，Qbottom为工作液流过下活塞孔的流量；Arod为活塞杆的截面积；Qpiston为工作液流过上活塞孔的流量；AA为上腔体的截面积；步骤2，计算出上活塞孔的工作液流速，工作液通过上活塞孔的工作液流速公式为：其中，Apiston_hole为上活塞孔的截面积，voil为工作液在上活塞孔内的流速；步骤3，计算并判断出工作液是否发生气穴现象，方法如下：将欧拉数公式改为气穴指数公式，并改命名欧拉数EU为气穴指数Ca，具体为：然后计算得到气穴指数Ca公式如下：其中，pd为下游压强，pv是汽化压力，ρ为工作液的密度；设该工作液的标准气穴指数值为m，如果根据公式1计算得到待测的液压减震器的气穴指数Ca大于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液没有汽化，无气穴现象发生，进行步骤4；如果检测到待测的液压减震器的气穴指数Ca小于或者等于标准气穴指数值m，那么说明液压减震器内的工作液发生汽化，有气穴现象发生，进行步骤5；步骤4，无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：先计算上活塞孔和下活塞孔的流量：其中，Cq为无气穴现象时工作液的流量系数，此时Cq值为常数，Qbottom为流过下活塞孔的流量，Abotton_hole为下活塞孔的截面积，Δppiston为上活塞孔两端的压强差，Δpbottom是下活塞孔两端的压强差；通过上活塞孔和下活塞孔的流量的流量计算公式，得出没有气穴现象时的阻尼力计算公式：F＝ΔppistonAA+ΔpbottomArod2Arod＝AB-AA，Arod为活塞杆的截面积，AB为下腔体的截面积；接下来将位移行程公式和活塞杆的移动速度公式代入公式2，得到无气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的公式3，如下：步骤5，当有气穴现象发生时，阻尼力与活塞行程的关系曲线，用以下方法得出：发生气穴现象时的活塞孔的流量系数表述为：其中Cqca为发生气穴现象时工作液的流量系数，此时Cqca为变量，pu为活塞孔上游压强，pv为工作液的汽化压强，且为常量，pd为下游压强，Cc为工作液在气穴情况下流过活塞孔的收缩系数，Cc＝AcA，其中Ac为下游收缩区域的截面积，A为连通上下游的活塞孔截面积，上下游是指工作液流动方向，当发生气穴现象的活塞杆的阻尼力F，需要将公式3中的Cq替换为Cqca，得到如下公式：液压减震器内活塞的去程和返程上都有20个计算检测点，通过在每个计算检测点对气穴系数的检测统计出发生气穴现象的点数，Nca0≤Nca≤20。在下一个行程中计算气穴衰减修正系数：其中，液压减震器内，活塞杆往复行程上的检测点的总数都为Nca个，i为下一个行程中对应的时间点顺序；由于上个行程发生气穴现象产生的气泡对下个行程阻尼力的影响需要通过气穴衰减修正系数修正，将公式5中的F衰减后的阻尼力Ffinal的计算公式如下：Ffinal＝CIF×F6；步骤6，将活塞杆在不同加载频率和时间点的取值分别代入公式3和公式6，得到不同阻尼力数值，再将各个数值绘制在同一曲线图内，得到计阻尼力-活塞行程和活塞杆移动速度的曲线，并通过这两个曲线对不同的液压减震器进行仿真预测。

百度查询： 泉州装备制造研究所 一种具备气穴现象仿真能力的液压减震器性能仿真方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD