第18卷增刊2系统仿真学报©Vol.18Suppl.22006年8月JournalofSystemSimulationAug.,2006汽车减振器阻尼特性的仿真分析任卫群1,赵峰1,张杰1,2（1.华中科技大学CAD中心,湖北武汉430074;2.万向集团技术中心,浙江杭州311215）摘要：采用系统仿真方法及MATLAB软件，建立汽车减振器的详细模型，并进行仿真研究。模型能反映减振器的详细物理结构，如考虑油液特性影响、阀片刚度影响、摩擦力影响等。模型经试验校验/阻尼特性计算精度达90％，模型精度能满足实际工程问题的需要。经二次开发形成一套能进行参数化自动建模和仿真分析的软件系统，最终在汽车减振器设计过程中形成一套阻尼特性研究的系统完整的方法。关键词：系统仿真；汽车减振器；阻尼特性中图分类号：TP391.77文献标志码：A文章编号：1004-731X(2006)S2-0957-04SimulationonDampingBehaviorofVehicleShockAbsorberRENWei-qun1,ZHAOFeng1,ZHANGJie1,2（1.CADCenter,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;2.WanxiangGroupTechnicalCenter,Hangzhou311215,China）Abstract:ThesystemsimulationmethodandtheMATLABsoftwarewereusedtobuildadetailedmodelofavehicleshockabsorber.Thedetailedstructureincludesinthemodel,suchasthehydraulicproperties,thevalvestiffnessandthefrictionforce.Theabsorbermodelwasvalidatedusingtestdataandtheprecisionisabove90%,whichcanfulfilltheengineeringrequirement.AnautomatedmodelingandsimulationsoftwarepackagebasedonMATLABwasdeveloped,whichcouldsupportasystematicresearchofvehicleshockabsorbersinitsdesign.Keywords:systemsimulation;vehicleshockabsorbers;dampingbehavior汽车双向筒式液压减振器的仿真模型分为两类，一类是反映减振器外部特性的黑箱模型[1-2]，包括恢复力映射方法、神经网络方法等，黑箱模型不能细致地反映减振器具体结构(如阀片具体参数)调整对性能的直接影响，不能完全满足减振器模型作为性能预测工具的需要。另一类是基于内部结构机理建模的详细物理模型[3-4]，包含压力模型和阀片压力－流速特性，其中压力模型用一阶非线性微分方程表达流体可压缩性模型、确定不同的内部腔体压力，阀片的压力－流速特性可采用测力计试验辨识阀片参数后解析地确定、或由试验直接测定得到压力－流速数据、或采用计算流体动力学(CFD)方法计算不同阀体元器件压力－流速特性。国内有北京理工大学、清华大学等对减振器的阻尼特性进行了研究[5-6]。因此，针对汽车双向筒式液压减振器的仿真研究，需要开发一套系统完整的减振器仿真模型，能详细反映减振器内部结构及参数，反映减振器内部结构（如阀片）调整对减振器阻尼特性乃至整车性能的影响。论文针对万向集团实际生产的减振器，采用系统仿真方法并基于MATLAB软件，建立其阻尼特性仿真分析的模型；模型能反映减振器详细的内部结构及参数，如考虑流体密度随压强的变化，集成阀片刚度的有限元分析结果等；模型经过试验验证，其阻尼特性计算精度达90％，能满足解决实际工程问题的需要；最后在MATLAB软件基础上开发参数化自动建模软件系统，形成汽车双向筒式减振器阻尼特性研究的系统完整方法，方便设计人员使用。引言目前汽车悬架中广泛采用双向筒式液压减振器提供悬架阻尼，其动力学特性对汽车操纵稳定性、平顺性等都有重大影响，因此减振器性能预测与设计方法改善已成为重要研究课题。传统设计方法主要根据经验确定设计参数然后进行试验修正，采用结构参数不同的样机装备于要匹配的汽车，由试车员进行实车试验评价，这个过程须对减振器内部参数进行多次反复调整，并经多次试制与试验，这种完全依赖于样机实验的设计方法不但周期长、成本高，而且较难获得最优的减振器特性。为克服上述方法缺点、减少减振器样机试制及实车试验费用、缩短开发周期，利用系统仿真技术进行减振器性能预测和设计优化已成必然趋势，其基本过程是基于减振器结构建立数学模型，经模拟分析得到阻尼特性，将此特性用于汽车系统动力学和振动分析，评价汽车的操纵稳定性、平顺性等性能，在此基础上对减振器特性和结构进行优化设计...