[发明专利]一种基于声子晶体的汽车减震器的活塞杆减震方法

说明书

本发明公开了一种基于声子晶体的汽车减震器的活塞杆减震方法，首先确定活塞杆的尺寸以及活塞杆工作时受到的振动频率区间；将活塞杆近似成有限自由度的活塞杆离散结构，建立活塞杆离散结构‑弹簧质子的振动方程；在振动方程的基础上结合Bloch定理建立活塞杆减震频率计算的弥散方程；基于弥散方程建立活塞杆材料参数满足减震要求的存在性依据；将活塞杆的已知参数和未知参数代入存在性依据中判定该活塞杆的固有频率是否在振动频率区间内。本发明克服了因气液作用、激扰传递、共振原因产生的振动导致对活塞杆工作性能和使用寿命的影响，以及活塞杆应对不同工况时的减震需求。

技术领域

本发明涉及机械领域中的汽车减震器，尤其涉及一种基于声子晶体的汽车减震器的活塞杆减震方法。

背景技术

车辆的减震性能一直是车身性能指标的重要影响因素，也是车辆驾驶安全的重要指标。所以车辆的减震效果是汽车制造以及人们生产生活的关注热点。机动车一般都装有减震器，是车辆在行驶过程中最重要的减震装置。减震器的减震性能的好坏直接影响着车辆的安全性能。不同车型的工作环境不同，因此所受的振动频率也有区别。

而活塞杆作为汽车减震器的重要组成部分，只有当活塞杆具有优良的减震效果才能使减震器处于良好的工作状态。活塞杆工作时是处于一种高频往复运动状态，活塞杆周围油液所受压力快速变化导致油液泡沫化，并不断形成高速液流通过阀系节流口，形成高频振动。同时，活塞杆在往复运动时由于振动的影响而产生相对摩擦振动，在现有技术中通过镀铬来有效提高活塞杆的表面硬度及其耐磨性，从而起到延长使用寿命的作用。

因此，活塞杆作为一件运动频繁的工件，在工作过程中经常受到轴向的振动。激烈的振动会使活塞杆与其他减震器部件进行多次碰撞使得减震器发生损坏从而对车辆正常工作产生重要影响。因此对活塞杆进行减震是有必要的。

目前，汽车减震器活塞杆普遍采用42CrMo钢或者其它合金钢单介质制成。由于该活塞杆是由单介质材料制成，导致活塞杆的抗振、抑振的效果较差，所以活塞杆在受到振动的干扰时普遍产生一系列的问题如异响、过激振动甚至疲劳断裂、失效。

而如何在不同工况下提高活塞杆自身的减震性能进而提高汽车行驶的安全性，成为亟需解决的技术问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提出一种基于声子晶体的汽车减震器的活塞杆减震方法，克服了因气液作用、激扰传递、共振原因产生的振动导致对活塞杆工作性能和使用寿命的影响，以及活塞杆应对不同工况时的减震需求。

技术方案：本发明基于声子晶体的汽车减震器的活塞杆减震方法包括以下步骤：

(1)确定汽车减震器的活塞杆的尺寸以及活塞杆工作时受到的振动频率区间；

(2)将活塞杆近似成有限自由度的活塞杆离散结构，建立活塞杆离散结构-弹簧质子的振动方程；

(3)在振动方程的基础上结合Bloch定理建立活塞杆减震频率计算的弥散方程；

(4)基于弥散方程建立活塞杆材料参数满足减震要求的存在性依据；

(5)将活塞杆的已知参数和未知参数带入步骤(4)中的存在性依据中判定该活塞杆的固有频率是否在振动频率区间内。

步骤(5)中，当活塞杆在振动频率区间外时，通过有限元分析判定该活塞杆的固有频率在步骤(1)的振动频率区间内是否存在衰减。

该活塞杆为由不同声子晶体材料制成的活塞杆离散结构。

该活塞杆离散结构包括多个与质子对应的离散单元。

步骤(5)中的未知参数包括弹性模量和密度。

步骤(2)中的活塞杆离散结构为弹簧质子结构。