减震器测试台两种不同机械加振方式的讨论

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Discussion about Two Diferent M echanical W ays ofVibration Loading for Test Plateform of Shock AbsorberQU Chengtong，JIANG Tao(School of Mechatronical Engineering，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022)Abstract：Test platform of mechanical shock absorber is suitable for automatic detection on production lines because ofits simple operation，high eficiency，good stability and compact structure.For test platform of shock absorber，two me-chanical ways of vibration loading wre discussed：the crank slide block guiding mechanism and the crank connecting rodslide block mechanism.Using the mathematical form ula，the laws of displacement are worked out，velocity and acceler-ation，and draw and compare the curves of these laws by MATLAB.Then the advantages and disadvantages of thetwo structures are discussed。

Key words：the crank slide block guide mechanism；the crank connecting rod slide block mechanism；simple harm onicmotion law：MATLAB减振器作为汽车悬架系统的主要部件，其质量直接影响到车辆乘座舒适性和操纵稳定性。减振器必须经过减振器性能测试台相关测试，符合有关的参数性能才能使用，对于筒式减震器国家出台了QC/T 545-1999汽车筒式减振器台架试验方法》。

目前应用最为广泛的性能测试设备是机械式计算机控制试验台。该类型的试验台驱动装置为电机带动曲柄滑块模拟路面振动状况对减振器给予振源激励。由于目前变频器的应用愈来愈广泛且价格愈来愈便宜，所以该类试验台主要选择变频电机配合变频器，通过变频调速改变激振频率。测试状态计算机实时监控、画面实时显示、测试结果支持报表打印该类试验台操作简单、效率高、稳定性好、机构紧凑，故十分适合生产线的自动检测。产生谐波激励的机械结构通常有两种，现在分别对两种方式予以说明。

1 两种激振方式机械式计算机控制试验台通常有两种激振方式，-种是曲柄滑块导轨机构，另-种是曲柄连杆滑块机构，两种机构各有自己的优缺点。曲柄滑块导轨机构在导轨上直接连接被试减震器，该机构具有准确的简谐波激振，且相对结构紧凑，结构简单的优点，但是激振振幅不易调节；曲柄滑块机构通过连杆垂向带动与滑块相连的减震器试件 ，该机构仅能实收稿日期：2012-10-18作者简介：曲承童 (1986-)，男，硕士研究生，E-mail：chengtong-qu###163.CON。

通讯作者：姜涛 (I969～)，男，教授，博士生导师，E-m ：jiangtao###cust.edu.cn。

第3-4期 曲承童，等：减震器测试台两种不同机械加振方式的讨论 93现近似的简谐波激振，但是曲柄长度相对容易调节，因此可以比较方便的改变激振振幅。

1.1 曲柄滑块导轨机构I .--7C、 ；R ～ / /、 ， - - ， ， ，，stt图1 曲柄滑块导轨机构实例图1所示为曲柄滑块导轨机构。设随动器中心距离转动盘中心为尺，移动件沿滑轨移动位移S，以最大行程的1/2为原点，向上为正方向，转动盘角速度 ，逆时针旋转，这里随动器在最低端开始，转动盘逆时针转动，转角为 。由此可知移动件的运动规律位移s、速度 、加速度a分别为：S--R COS COtV：Rw sinWtaRw COS COt由此可见该类激振方式为严格的简谐波形。

1.2 曲柄连杆滑块机构图2所示为曲柄连杆滑块机构。其中：曲柄长度OAR，连杆长度 L，滑块上死点下死点为 B 、B ，曲柄转角 0，以角速度 09逆时针旋转，连杆偏角， B0为 B1B2中点，且有 BoB1BoB2R，以B0为起点，滑块B位移为S，向上为正方向。则：图2 曲柄连杆滑块机构sL-R c。s ～Lc。s口：R sinOL RZ sinZO. 令拿： ，且有Ow，则：s l-COS L(1-√l-，i sin。cot)根据幂级数展开公式：√1- sin。cot1-丢 sin2 -，14 sin4鲫 -2 sin6 -忽略高阶，取：41- sin cat-1-去 。sin cot则滑块运动规律为：sRI-cosmr (1-COS2 lVRw(sin wt会sin 2wt)aR(U (cos wt2 COS 2wt)2 分析比较比较两种方式的运动规律，我们不难发现，曲柄连杆滑块机构敲在简谐运动基础上引入了连杆系数 的影响，如果 的值足够小，那么我们可以近似认为该运动就是简谐运动。为了直观的展现不同 对谐波曲线的影响，我们运用MATLAB给出了 分别取0.05、0.1、0.3、0.5的运动规律曲线，如图3-5所示。

图3 位移运动规律864加速度I/s 2) 0喈 - 4-6吨 ～ iO- 12图4 速度运动规律图5 加速度运动规律长春理工大学学报 (自然科学版) 2013年图中实线代表谐波运动，虚线代表引人不同 值的运动曲线。我们可以很直观的看出随着 值的不断增大，波形曲线的最值、相位发生了明显的变化。

表1列出R50Iilli1，y/100 r/min，对应不同值，位移、速度及加速度数值比较，可以看出，随着值增大，简谐运动的最大速度与加速度数值发生了明显的变化。

表1 不同 值对应运动规律数值对比标准谐波 考虑 时最标准谐波 考虑 时 标准谐波 考虑 时最大位移 大位移 最大速度 最大速度 最大加速 最大加速(mm) (mm) (m/s) (m/s) 度(m/s2)度(m/s)3 结论比较上述两种激振机构运动规律，前者实现严格的谐波运动，对于后者如果连杆系数足够蝎其忽略，也可近似认为是谐波运动。但是我们不难发现，作为曲柄滑块导轨机构，结构紧凑 ，对于设备的空间布局更为合理，但是曲柄长度不容易改变，因此行程不易调节。作为曲柄连杆滑块机构，如果我们(上接第64页)