Study of flow-induced vibration phenomena in automotive shock absorbers

• Autorzy: Sikora M.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi.org/10.7494/mech.2014.33.2.58

Warianty tytułu

PL

Badanie drgań wywołanych przepływem oleju w samochodowym tłumiku hydraulicznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this study was to develop a model of the dynamic behavior of a hydraulic vehicle double-tube shock absorber. The model accounts for the effects of compressibility, valve stiction, inertia, etc. and can be suitable for use in the analysis on flow-induced pressure fluctuations in the device. The author highlights all major variables to influence the output of the shock absorber, and then proceeds by performing a series of simulations using the developed model. The model is demonstrated to operate well in the large amplitude and low frequency range as well as the small amplitude and high frequency excitation operation regimes. The results are presented in the form of time histories of pressures in each fluid volume of the damper, flow rates through the valves, piston rod acceleration and force. Fast Fourier Transform (FFT) graphs are presented, too, in order to identify the major components of the pressure fluctuation phenomena in the frequency domain.

PL

Celem niniejszej pracy jest zbudowanie modelu dwururowego tłumika hydraulicznego odzwierciedlającego dynamiczne zachowanie zaworu. Stworzony model uwzględnia szereg zjawisk takich jak ściśliwość cieczy, bezwładność, siłę potrzebną do rozsunięcia dwóch równoległych płaszczyzn, pomiędzy którymi znajduje się olej (tzw. siła lepienia) i inne. Pozwala to na symulacje zjawisk dynamicznych i badanie drgań wywołanych przepływem oleju. Zostały uwzględnione wszystkie najważniejsze zmienne wpływające na generowanie drgań. Model działa poprawnie zarówno w niskich, jak i wysokich częstotliwościach. Rezultaty przeprowadzonych symulacji zostały przedstawione w postaci przebiegów czasowych ciśnienia, natężenia przepływu przez zawory oraz przyśpieszenia tłoczyska tłumika. Na wykresach częstotliwościowych widoczne są najważniejsze składowe obserwowanych drgań.

Słowa kluczowe

EN

automotive; double-tube shock absorber; vibration; lumped parameter model

PL

przemysł samochodowy; tłumik hydrauliczny dwururowy; drgania; model o parametrach skupionych

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 33, no. 2
• Strony: 58--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sikora M.

• BWI Poland Technologies sp. z o.o., Krakow, Poland

Bibliografia

• Alonso M., Comas A., 2006, Modelling a twin tube cavitating shock absorber. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 220(8), 1031-1040.
• Czop P., Sławik D., Śliwa P., Wszołek G., 2009, Simplified and advanced models of a valve system used in shock absorbers. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 33(2), 173-180.
• Dixon J.C., 2007, The shock absorber handbook. Second edition. Professional Engineering Publishing Ltd and John Wiley and Sons Ltd,. 169-175.
• Duym S., Stiens R., Reybrouck K., 1997, Evaluation of shock absorber models. Vehicle System Dynamics: International Journal of Vehicle Mechanics and Mobility 27(2), 109-127.
• Ezzat Khalifa H., Xin Liu, 1998, Analysis of stiction effect on the dyna mics of compressor suction valve. The International Compressor Engineering Conference, Paper 1221.
• Farjoud A., Ahmadian M., Craft M., Burke W., 2012, Nonlinear modeling and experimental characterization of hydraulic dampers: effects of shim stack and orifice parameters on damper performance. Nonlinear Dynamics, 67, 1437-1456.
• Ferdek U., Łuczko J., 2012, Modeling and analysis of a twin-tube hydraulic shock absorber. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 50, 2, 627-638.
• Kruse A., 2002, Characterizing and reducing structural noises of vehicle shock absorber system. SAE Technical Paper 2002-01-1234.
• Kruse A., 2008, Analysis of dynamic pressure build-up in twin-tube vehic le shock absorbers with respect to vehicle acoustics, SAE International, Vehicle Dynamics Expo 2008, Stuttgart.
• Lang H.H., 1977, A study of the characteristics of automotive hydraulic dampers at high stroking frequencies, Thesis Dissertation, The University of Michigan, 19-46.
• Lee C, Moon B., 2006, Simulation and experimental validation of vehicle dynamic characteristics for displacement-sensitive shock absorber using fluid flow modelling. Mechanical Systems and Signal Processing, 20, 2, 373-388.