CN203824726U - 基于磁流变阻尼器车辆主动悬挂***减振试验台 - Google Patents

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曹青松
刘志洋
周继惠
陶晶
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Abstract

一种基于磁流变阻尼器车辆主动悬挂***减振试验台，固定板、导柱和横梁依次连接形成框架，所述固定板上表面中央放置有激振器，激振器上表面连有接触板，导柱内侧导轨面与导向滑块光滑接触，导向滑块的内侧安装有限位缓冲块。本实用新型的技术效果是：使得数值仿真和试验验证能很好地进行比较；悬挂中设置行程缓冲限位块了，如果控制失效，行程缓冲限位块可以限制悬挂和车身的极限工作行程。

Description

基于磁流变阻尼器车辆主动悬挂***减振试验台
技术领域
    本实用新型涉及一种减振试验台，尤其涉及一种基于磁流变阻尼器车辆主动悬挂***减振试验台。
背景技术
车辆悬挂***担负支撑车体，保证车辆行驶平顺、安全及乘坐舒适性的重要任务。由于高速列车、汽车、坦克、工程车辆、火炮等高速运行或不平接触产生振动，自身结构的减振部件难以拟制，对于车辆而言，就可能降低了车辆的行驶安全性和乘坐舒适性。为了提高悬挂***的性能，设计师采用优化悬挂***参数，而参数优化有一定的局限，减振效果可能就会受限。基于磁流变阻尼器具有结构简单、阻尼力连续逆顺可调并且可调范围大、响应快、良好的温度稳定性以及可与微机控制结合等优良特性。利用现代主动控制技术，悬挂***能够根据车辆行驶路况实时调整悬挂的“软硬”，将是以后车辆悬挂***研究热点和车辆市场推广应用的新技术，此技术的实现关键是悬挂***装置结构合理的设计及控制算法的开发研究。
无论是被动悬挂还是主动悬挂，都要进行试验来评价其性能的优劣，对于半主动悬挂，控制是不连续的，只能在有限的频率范围提高悬挂的性能，目前大部分悬挂减振***试验都是实车测试，仅仅是能评价装车后的性能效果。目前已见设计的悬挂***试验台存在以下不足：悬挂模型装置结构复杂、成本高、稳定性不够好、悬挂参数不易调整及需要外界提供很大的能源等缺陷。
发明内容
要解决的问题：针对目前铁道车辆模拟悬挂***减振试验台存在上述缺陷，提供一种基于磁流变阻尼器车辆模拟悬挂***减振试验（台）装置。
本实用新型是这样实现的，一种基于磁流变阻尼器车辆主动悬挂***减振试验台，它包括、固定板 、激振器 、接触板 、轮对替代刚度弹簧 、非簧载质量 、缓冲弹簧 、磁流变阻尼器 、导向滑块 、导柱 、簧载质量 、限位缓冲块 、横梁，其特征在于：固定板、导柱和横梁依次连接形成框架，所述固定板上表面中央放置有激振器，激振器上表面连有接触板，导柱内侧导轨面与导向滑块光滑接触，导向滑块的内侧安装有限位缓冲块，限位缓冲块的尺寸位置按照簧载质量和非簧载质量的最大行程，激振器、接触板、轮对替代刚度弹簧、非簧载质量、缓冲弹簧、磁流变阻尼器及簧载质量对称中心线保持重合，导向滑块与簧载质量和非簧载质量的连接始终分别能保持在同水平面上，磁流变阻尼器的安装应该垂直簧载质量和非簧载质量，固定导柱始终垂直下固定板和横梁，使得导向滑块能够直线运动。
工作方式：通过函数发生器调制不同频率、不同幅值的信号给功率放大器，信号经放大驱动激振器产生激振力给试验台的接触板，悬挂机械装置产生振动，主要是模拟车辆悬挂在不同路面或轨面状态下的振动。压电式加速度传感器采集悬挂***车身上振动信号，经电荷放大器放大和A/D转换进行相关处理输入到工控机，通过预先设定的控制算法，确定控制信号，经采集卡D/A转换输出电压控制信号，通过减振器控制盒（Wonder Box）转换成电流信号，驱动磁流变阻尼器产生相应的阻尼力，此过程是个闭环反馈；从而实时减小悬挂***的振动；实时采集的数据可以存储在硬盘中用于离线实验结果的分析评价及对比。
本实用新型的技术效果是：高速列车、汽车、坦克、工程机械等悬挂减振试验台大部分是采用被动悬挂或者半主动悬挂，由于被动悬挂的弹簧和阻尼器系数是固定的，适应范围小；半主动悬挂振动控制响应速度不够可快、精度不够精确，而且不能根据振动变化及时有效地调节阻尼力使振动迅速减小，控制是不连续的，只能在有限的频率范围提高悬挂的性能。本实验装置通过评价悬挂***性能的优劣，利用逆求工程原理、机械运动学分析及有限元分析，建立悬挂减振试验台和控制模型，可进行多种减振特性试验，采用框型结构和立柱直面导轨，结构简单、稳定好、机械摩擦小、悬挂***参数易调整及只需较小电压就可提供阻尼力，可进行车辆空车、定员和超载状态等减振试验。测试控制***中采用离散化技术、提升技术等策略及统一时间步长可解决时滞和多速率等问题，在试验中可直接采用计算机仿真计算中的各种悬挂参数，使得数值仿真和试验验证能很好地进行比较；悬挂中设置行程缓冲限位块了，如果控制失效，行程缓冲限位块可以限制悬挂和车身的极限工作行程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。  
在图中，1、固定板 2、激振器 3、接触板 4、轮对替代刚度弹簧 5、非簧载质量 6、缓冲弹簧 7、磁流变阻尼器 8、导向滑块 9、螺栓和螺母 10、导柱 11、簧载质量 12、限位缓冲块 13、横梁。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型是这样实现的，固定板1、导柱10和横梁13依次连接形成框架，所述固定板1上表面中央放置有激振器2，激振器2上表面连有接触板3，导柱10内侧导轨面与导向滑块8光滑连接，导向滑块8的内侧安装有限位缓冲块12，限位缓冲块12的尺寸位置按照簧载质量11和非簧载质量5的最大行程，激振器2、接触板3、轮对替代刚度弹簧4、非簧载质量5、缓冲弹簧6、磁流变阻尼器7及簧载质量11对称中心线保持重合，导向滑块8与簧载质量11和非簧载质量5的连接始终分别能保持在同水平面上，磁流变阻尼器7的安装应该垂直簧载质量11和非簧载质量5，所述簧载质量通过螺栓和螺母9连接配合在导向滑块上的滑块，固定导柱始终垂直下固定板和横梁，使得导向滑块能够直线运动
工作原理：
函数发生器产生不同频率、不同幅值的信号，经过功率放大器放大驱动激振器对***产生干扰，***振动由下到上传递，使用传感器采集簧载质量的振动信号，采集信号通过电荷放大器、A/D转换卡进行相应处理输给计算机，计算机预设置控制算法，D/A转换输出相应电压信号，再经过电压转换为电流的控制盒输出电流给磁流变阻尼器中，产生相应控制拟制振动的阻尼力，从而达到拟制振动的效果，并且此过程是个闭环控制，响应时间大约几十毫秒。此装置可以进行被动悬挂***与主动悬挂***振动拟制效果之间的比较，还可以增加簧载质量进行空车、定员及超载之间的比较。

Claims (1)

1.一种基于磁流变阻尼器车辆主动悬挂***减振试验台，它包括、固定板 、激振器 、接触板 、轮对替代刚度弹簧 、非簧载质量 、缓冲弹簧 、磁流变阻尼器 、导向滑块 、导柱 、簧载质量 、限位缓冲块 、横梁，其特征在于：固定板、导柱和横梁依次连接形成框架，所述固定板上表面中央放置有激振器，激振器上表面连有接触板，导柱内侧导轨面与导向滑块光滑接触，导向滑块的内侧安装有限位缓冲块，限位缓冲块的尺寸位置按照簧载质量和非簧载质量的最大行程，激振器、接触板、轮对替代刚度弹簧、非簧载质量、缓冲弹簧、磁流变阻尼器及簧载质量对称中心线保持重合，导向滑块与簧载质量和非簧载质量的连接始终分别能保持在同水平面上，磁流变阻尼器的安装应该垂直簧载质量和非簧载质量，固定导柱始终垂直下固定板和横梁，使得导向滑块能够直线运动。
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