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弧形螺旋弹簧动态负载特性仿真分析研究

2012-12-03李以农钱新建

中国机械工程 2012年2期

李以农 钱新建 孙 伟

1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400044

2.重庆理工大学汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室,重庆,400000

0 引言

双质量飞轮(dual mass flywheel,DMF)扭转减振器(下称DMF减振器)克服了传统离合器从动盘式扭转减振器(clutch torsional damper,CTD)空间有限、扭转角小、刚度大等缺点,能有效地减小汽车传动系的扭转振动。通过改变其转动惯量和刚度可以实现传动系统扭振固有特性的调节,以降低传动系的共振转速,减小发动机扭矩波动[1],并利用其阻尼来衰减振动幅值,达到降低车辆振动噪声的目的。

国外学者已对DMF减振器做了很多研究工作[2-6]。LuK公司推出的周向长弧形螺旋弹簧双质量飞轮[7-9]较好地解决了减振器低刚度要求和设计空间的矛盾,使变速箱噪声大幅降低,其工作偏重于DMF减振器的实际应用及实验测试,较少涉及基础理论的分析。Sachs等[10]在Simulink环境下,以单频振动激励作为输入,分析了双质量飞轮角加速度的时域输出,其模型简化较多,工况分析较单一。吕振华等[11-13]分别对径向弹簧型和周向弹簧型双质量飞轮的结构特点及多级非线性弹性特性进行了理论探讨,采用离散化分析方法推导出了减振器扭转刚度的解析表达式,其研究着重于减振器的静态特性。文献[14-15]探讨了多级非线性双质量飞轮结构参数的设计和优化,但忽略了作为重要因素的摩擦阻尼。

本文以长弧形螺旋弹簧双质量飞轮(DMF-circumferential spring,DMF-CS)为研究对象,将弹簧受到的离心力和弯曲应力考虑在内,深入研究摩擦阻尼对减振器动态特性的影响。……

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