囊體簾線平衡角與空氣彈簧設(shè)計(jì)有效面積之間的函數(shù)關(guān)系

G.47 2011年2月內(nèi)政部：10.3901/JME。2011. 03. 069膠囊空氣彈簧平衡分析（武漢工程大學(xué)振動(dòng)與噪聲研究所）：“空氣彈簧”是一種低頻高效的隔振部件。目前，在船舶上已廣泛應(yīng)用于降低主要?jiǎng)恿υO(shè)備的振動(dòng)和噪聲傳遞空氣彈簧天平嚴(yán)重影響隔振系統(tǒng)的安全性和可靠性，而軟線的纏繞角度是決定空氣彈簧天平的關(guān)鍵。為了定量分析繩索纏繞角度對(duì)空氣彈簧平衡的影響，針對(duì)船用jyqn膠囊空氣彈簧，簡(jiǎn)化了膠囊的幾何模型，根據(jù)彈性薄殼無(wú)力矩理論建立了膠囊的平衡方程和邊界條件，推導(dǎo)了膠囊經(jīng)向和緯向膜內(nèi)力的計(jì)算公式。結(jié)合膠囊復(fù)合材料的分析，給出了膠囊簾線平衡角的計(jì)算公式，提出了空氣彈簧膠囊的平衡分析方法。當(dāng)骨架簾線的鋪設(shè)角度接近平衡角度時(shí)，空氣彈簧膠囊在內(nèi)壓和荷載作用下的變形最小，具有良好的平衡性。建立了簾線平衡角與空氣彈簧設(shè)計(jì)有效面積的函數(shù)關(guān)系，為空氣彈簧設(shè)計(jì)開發(fā)提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：空氣彈簧天平，天平角度，卷繞角度，中間圖形分類號(hào)，當(dāng)躺在床上時(shí)囊式空氣彈簧的結(jié)構(gòu)，。核心區(qū)，。關(guān)鍵：air空氣彈簧依靠膠囊密封的空氣進(jìn)行攜帶和工作，膠囊在空氣內(nèi)壓下，在載荷作用下可能發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)、膨脹和拉壓變形，變形可能不對(duì)稱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響使用

因此，膠囊的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形以及長(zhǎng)度變化是測(cè)量空氣彈簧平衡的指標(biāo)。膠囊是由承載骨架材料（簾線）層和內(nèi)外橡膠材料層組成的復(fù)合殼體結(jié)構(gòu)[2-4]。其中，內(nèi)外橡膠層的主要功能是國(guó)家自然科學(xué)基金（中國(guó)）的項(xiàng)目。收到初稿和修訂稿后，在外部環(huán)境中密封空氣并保護(hù)膠囊；簾線層是空氣彈簧膠囊的主要受力部件。它通常由纖維、芳綸纖維、鋼絲和其他材料制成，能夠承受很大的張力，并且具有極低的伸長(zhǎng)率（未斷裂）[5-7]。由于橡膠的彈性模量遠(yuǎn)低于簾線的彈性模量，且簾線體積在整個(gè)膠囊體積中的比例非常小，因此可以認(rèn)為膠囊的機(jī)械性能由簾線層決定[8-9]。簾線在軸向拉伸下變形小，但在軸向壓力或橫向力下容易變形，簾線變形會(huì)影響膠囊變形。簾線的鋪設(shè)角度會(huì)影響簾線的應(yīng)力。按平衡角鋪設(shè)繩索時(shí)，膠囊變形最小，滿足平衡要求。如果簾線纏繞角度與平衡角度相差很大，則在內(nèi)部壓力和載荷的作用下，產(chǎn)生的空氣彈簧膠囊將具有大變形周期70形狀。此時(shí)，空氣彈簧將失去平衡，這將嚴(yán)重影響空氣彈簧[10]空氣彈簧的性能和工作可靠性。在負(fù)載和壓力的共同作用下，從無(wú)外力的自由平衡狀態(tài)到工作平衡狀態(tài)的加載過(guò)程中，膜盒的繞線角度可能會(huì)發(fā)生很大變化，這可能導(dǎo)致加載前后材料性能的不同

考慮到空氣彈簧上蓋板的平衡，應(yīng)力邊界條件建立如下-膠囊的經(jīng)度參數(shù)α起始值1.3根據(jù)方程式（1)，（2)）計(jì)算膜盒應(yīng)力和簾線平衡角，計(jì)算膠囊平衡過(guò)程中膠囊單層簾線復(fù)合材料的微觀模型，如圖3所示。它是分別基于膠囊的經(jīng)向和緯向參數(shù)建立的坐標(biāo)系軸，B是緯向和經(jīng)向簾線間距的整數(shù)倍長(zhǎng)度微元素的ns，倍數(shù)相同，γ是上述計(jì)算的膜應(yīng)力與經(jīng)向和緯向膠囊厚度的乘積（微元素采用這種方式，因?yàn)槲⒃貞?yīng)反映材料的宏觀特性，并簡(jiǎn)化計(jì)算推導(dǎo)）為了確保膜盒的平衡，有必要確保膜盒的平衡，即確保膜盒僅承受軸向張力；相反，如果膜盒僅承受軸向張力，且其伸長(zhǎng)率非常小且可忽略不計(jì)，則膜盒可被視為基本未變形。