与小汽车、客车和载重车相比,农用车辆、林业车辆、拖拉机和部分工程车辆等都存在着剧烈的振动现象。随着车辆行驶速度的逐渐提高,这一问题愈加的突出,同时随着车辆向着大型化、高速化、舒适性方向发展,车辆的舒适性已经成为消费者关注的主要内容之一。研究表明,减振器是车辆进行振动的衰减的重要元件。基于车辆对减振器阻尼特性的要求,结合当前国内外在减振器方面的研究现状,选用减振器的主流使用型号S30型阀片式减振器,研制了可拆卸式阻尼可调减振器以及试验台架。对减振器的结构进行深入分析,基于流体力学理论,建立了减振器的理论数学模型。对减振器的活塞阀系节流阀片的变形进行理论分析,采用有限元方法和流固耦合计算方法对节流阀片的变形进行深入研究,对小挠度理论中,减振器节流阀片计算公式中的阀片变形系数进行了修正。选择CAISIM软件,分析减振器复原阻尼大小、阻尼特性的非对称性和减振器阻尼的不同数学模型,对汽车动力学的影响,主要完成的工作和取得的结论归纳如下:1、减振器内特性的阻尼特性研究。在分析减振器阻尼结构的基础上,建立减振器阻尼数学模型。设计并研制了可拆卸式的阻尼可调减振器,对影响减振器阻尼特性的活塞节流孔直径、节流阀片的片数、限位阀的外径和旁通可调节节流孔直径进行了详细的试验研究。研究结果表明,活塞节流孔直径、限位阀的外径和旁通可调节节流孔直径对减振器阻尼特性的影响较大。其中,当节流阀片的数量超过一定范围时,其数量的增加,对减振器阻尼的影响较小。限位阀的外径的调整,是对减振器阻尼调节影响最大。旁通节流孔直径在0～φ3mm范围内,复原阻尼力减小幅度最大,在φ3mm～Φ4mm范围内次之,当旁通孔直径大于Φ4 mm时,其阻尼力变化不再明显。2、采用有限元方法,对减振器节流阀片变形量的研究。根据减振器的工作过程,结合减振器实体结构尺寸和试验结果,对减振器节流阀片的变形计算进行深入分析。根据减振器实体建立减振器单片阀片与叠加阀片的有限元模型,采用ANSYS平台的STRUCTURE模块,对减振器阀片的变形大小进行细致研究。研究结果表明,采用小挠度理论及大挠度理论对减振器阀片的变形量进行计算都有其局限性。定义新的变形系数:"C_n",对减振器阀片的变形计算公式中的阀片变形系数进行修正。3、采用流固耦合方法,对减振器节流阀片变形量的研究。基于流体力学和固体力学等相关理论,建立减振器节流阀片变形计算的流固耦合模型。运用ANSYS平台的STRUCTURE模块、FLUENT模块和SYSTEM COUPLING模块,对减振器节流阀片的变形进行单向流固耦合和双向流固耦合仿真,进一步的分析了阀片在流体载荷作用下的变形规律。并对三种不同方法计算减振器阀片变形的大小进行比较分析。研究结果表明,采用有限元法对阀片变形的计算数值较流固耦合计算的数值最大。4、减振器阻尼特性对汽车动力学特性影响规律的研究。基于CARSIM软件,开发了减振器阻尼特性对汽车动力学影响的模拟试验程序,选取四种不同的典型工况,分别进行了减振器复原阻尼的大小、减振器阻尼特性的非对称性和减振器不同数学模型对汽车动力学的影响。研究结果表明,通过阶跃输入的路况时(小障得和大坡),减振器的复原阻尼力大小对车辆的振动影响较大。随着复原阻尼力的增加,车辆的振动能量减少,车辆的舒适性增强。车辆在粗糙的路面上(搓板路)运动时,随着减振器复原阻尼的减少,车辆的振动先减小后增加,说明对地在粗糙路面上运动时的汽车,阻尼过大过小都会引起振动情况的加剧。车辆进行双移线运动时,随着减振器的阻尼值增加,车辆垂向振动和俯仰振动能量减少,车辆的侧倾角、摇摆角、摇摆角速度、动载荷均受其影响较小。采用非对称阻尼的车辆,较采用对称性阻尼时的车辆舒适性有明显增强。建立了减振器的三种数学模型:线性模型,两段非对称模型和多项式模型。随着减振器数学模型复杂程度的增加,车辆的振动响应值越接近减振器实际阻尼特性引起的响应值。其中,两段非对称模型和多项式模型的响应值较为接近。通过本课题的研究,为非公路车辆及公路车辆悬架设计中的减振器选型,减振器的结构设计,可调减振器的结构设计,被悬架的匹配,可控制悬架中可调阻尼的变化区间的设置和控制策略的制定,以及车辆减振理论的发展提供了理论基础和技术支持。