橡胶减震器的刚度设计与优化开题报告

1. 研究目的与意义

一、课题背景与意义

国外的减震器在日益严格的污染物排放限制下，正在推动汽车工业走向动力总成和底盘的电气化。这种情况促使汽车领域使用能源收集器。再生减震器是机电一体化设备，使能源回收从道路不规则，从而产生节省燃料和乘坐质量方面的好处。目前的技术水平提出了不同的再生阻尼器技术。其中电流变减震器和电磁流变减震器等领域以及旋转阻尼器代表了一个未开发的领域等全新领域。

国内的减震器起步相较于国外较晚，相关技术理论存在一定的滞后，且市场上的生产的减震器普遍适用于中低端产品领域。但另一方面国内减震器产品需求逐步迈向高质量发展，技术更新换代和应用的频率可能相对较快。同时在复合型减震器中取得了极大的进展。

2. 课题关键问题和重难点

二、课题拟解决的关键问题及难点

1.项目研究的关键问题

在特定受力条件下，不同形态的橡胶减震器因内部受力状态不同而表现出不同的整体力学性能，为研究环形橡胶减震器几何参数对支撑刚度的影响，本文在ansys软件平台上进行环形橡胶减震器的径向刚度计算，分析应力状态对几何参数的响应分析，并以环形橡胶减震器径向刚度最大化为优化目标，以橡胶材料的强度极限为约束条件，进行橡胶减震器的几何参数优化设计。

3. 国内外研究现状（文献综述）

三、文献综述

1.减震器国外研究现状

减震器是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡应用诸多场合。其中减震器用于汽车最为常见，为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，以此增加汽车的使用寿命和增加人乘坐的舒适度。并将信息技术、传感器技术以及ai技术、数据库技术与减震器相结合进行更加深入的实践运用。文献^[1]从电压控制回路参考值和基于系统机电耦合的振动速度两个关键因素出发，研究了 erds 的机械性能和发电能力。可调阻尼动力的货车能量收集元件面向铁路工程实际应用和证明振动能量的收集、转换和储存的可行性。文献^[2]研制一种新型油耦合减振器，通过数学模式和对比实验增强系统中的电子元件良好的动态性能和可控设计能力。文献^[3]研究旋转再生式减振器系统级设计方法，旋转阻尼器技术明显优于替代的最先进的解决方案，也将在汽车领域的全自动悬架发光发热。文献^[4]通过与传统的粘性减振器相比，研究了两种类型的旋转 ehsa。一个转移双向线性振动的悬架变成一个单向旋转使用一种机械运动整流器(mmr); 另一种是传统的旋转 ehsa，它将线性振动转化为双向旋转。

4. 研究方案

四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）设计及论证

查文献，对比实际的应用与工程机械中的挖掘机、起重机司机室等已有条件及数据，建立金属橡胶减震器的模型，采用复合拉压式减震器的结构，主要包括橡胶主簧、橡胶衬套、钢杯和链接螺栓以及阻尼盘。掌握金属橡胶减振器的典型的结构、工作原理和运动特点。利用自动控制原则的内容分析出工况系数与阻尼比，用机械设计的内容进行强度校核。

在ansys软件平台上进行环形橡胶减震器的径向刚度计算，考虑长期使用的减震器可能存在强度不足的情况，考虑三维裂纹扩展的特性，对其进行计算，据已有的经验公式推导了裂纹应力强度因子。通过借助 ansys，采用创建减震器结构模型用有限元法求解应力强度，采用化整为零的思想，将要研究的橡胶材料体部分与整个实体进行布尔叠合运算，考虑部分失效的个体元素将从整体中分离出来。个体元素划分后的面积作为源面积，将二维面单元网格沿一定方向前沿线进行扫掠，生成三维单元，同时注意局部与整体的协调。

5. 工作计划

五、工作计划

第 1 周完成译文翻译，译文和原文均上传至“毕业设计管理系统”，并且收集、查阅相关文献资料。

第 2 周开题报告封面用标准模板撰写并上传至“毕业设计管理系统”。