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不同簾線(xiàn)材料和簾線(xiàn)層對空氣彈簧氣囊垂直剛度特性的影響

根據實(shí)際工作需要空氣彈簧氣囊的垂向特性/2和芳綸簾線(xiàn)，我們選擇了安全氣囊的增強材料。因為芳綸簾線(xiàn)的撕裂強度明顯高于尼龍簾線(xiàn)，所以我們設置芳綸簾線(xiàn)4層，尼龍簾線(xiàn)6層。同時(shí)設置初始充氣壓力為1.0MPa、1.2MPa、1.4MPa。分析簾線(xiàn)材料、簾線(xiàn)層數和初始充氣壓力對空氣彈簧安全氣囊垂直剛度特性的影響。使用Marc的計算結果如圖7所示，其中位移軸左側的負值表示氣囊處于壓縮過(guò)程中空氣彈簧，右側的正值表示氣囊處于拉伸狀態(tài)過(guò)程。

表明在相同的初始充氣壓力下，簾線(xiàn)層數和簾線(xiàn)材料特性對空氣彈簧的垂直剛度特性沒(méi)有顯著(zhù)影響，即不同材料、不同層數的氣囊垂直剛度特性基本相同。但需要指出的是，簾線(xiàn)層數和簾線(xiàn)材料特性對空氣彈簧安全氣囊的橫向剛度特性影響較大，對簾線(xiàn)層最大應力值有顯著(zhù)影響，非常很容易想象。

可以看出，在不同的初始充氣壓力下，空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度特性變化極為顯著(zhù)。隨著(zhù)初始充氣壓力的增加，安全氣囊的垂直剛度顯著(zhù)增加。

在初始設計位置附近，空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度達到最小值。與初始位置的偏差越大，垂直剛度越大。

用作彈性元件的空氣彈簧氣囊不僅需要具有較低的垂直和橫向剛度，還需要具有良好的承重和抗壓能力。從這個(gè)角度來(lái)看，減少簾線(xiàn)層數似乎是一種有效可行的方法，但如果要減少簾線(xiàn)層數。必須提高簾線(xiàn)材料的承載能力，以確保聯(lián)軸器能夠承受規定的扭矩載荷。增加簾線(xiàn)材料的承載能力意味著(zhù)簾線(xiàn)材料必須具有更高的彈性模量。增加簾線(xiàn)材料的彈性模量與降低安全氣囊的垂直剛度和橫向剛度是矛盾的。因此，為了同時(shí)達到安全氣囊低剛度和高承載力的要求，還需要進(jìn)行大量的優(yōu)化分析工作。

可以看出，對于不同簾線(xiàn)材質(zhì)、不同層數的空氣彈簧氣囊，內壓基本只隨垂直位移而變化，與簾線(xiàn)層數和材料關(guān)系不大同樣，當氣囊繩的材質(zhì)不同，層數不同時(shí)，其有效半徑主要隨著(zhù)垂直位移的變化而變化；尤其是芳綸材質(zhì)的簾線(xiàn)空氣彈簧，當簾線(xiàn)層數不同，初始充氣壓力不同時(shí)空氣彈簧氣囊的垂向特性/2和芳綸簾線(xiàn)，氣囊壓力變化基本一致，這主要是芳綸簾線(xiàn)彈性模量較大，較小的載荷變形。結果表明空氣彈簧氣囊線(xiàn)的相關(guān)參數對其有效半徑影響不大。

空氣彈簧氣囊的垂向特性，作為彈性元件的主從安全氣囊之間的壓力差決定了聯(lián)軸器可以傳遞的扭矩負載的大小。從空氣彈簧聯(lián)軸器的扭矩負載特性來(lái)看，負載能力主要取決于主從安全氣囊的垂直特性。表征安全氣囊垂直性能的參數主要是內壓、有效半徑和垂直高度（拉壓行程）。有效半徑和垂直高度的值決定了空氣彈簧變量體積的大小。由于安全氣囊繩的相關(guān)參數對其內壓變化和有效半徑變化影響有限，即對垂直特性的影響有限，空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度特性主要取決于內壓和可變容積這兩個(gè)因素空氣彈簧，這一特性在壓縮階段尤為明顯。

從分析中可以看出空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度從儀表的垂直剛度特性來(lái)看主要受氣囊可變體積和內部壓力的影響。簾線(xiàn)的相關(guān)參數對垂直剛度影響不大。因此，要降低空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度，同時(shí)增加其承載能力，增加安全氣囊的可變容積（包括增加有效半徑、增加工作高度、增加彎曲囊的半徑）。等）是一種可行且有效的技術(shù)方法。

4 結論

1)表明安全氣囊在垂直拉伸和壓縮過(guò)程中的內壓和有效半徑的變化特征表明，簾線(xiàn)結構參數對空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度特性影響不大。 空氣彈簧安全氣囊的垂直剛度特性主要取決于內部壓力和可變容積兩個(gè)因素。這在過(guò)去的經(jīng)驗公式中已經(jīng)體現出來(lái)了。過(guò)去空氣彈簧聯(lián)軸器的設計主要是基于這種經(jīng)驗公式；

2)空氣彈簧 氣囊內壓對垂直剛度影響很大。內壓越高，垂直剛度越大；

3)使用可以對空氣彈簧氣囊的加載過(guò)程進(jìn)行真實(shí)仿真分析，得到氣囊在垂直拉伸和壓縮過(guò)程中的相關(guān)特性，即空氣彈簧耦合的設計研究提供了一種有效可行的方法。