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2018-01-16 22:25:18

•   工作原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。由于原理上的根本不同，气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点：速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1：1。
    2以内)、容易控制；缺点是相对体积没有螺旋弹簧小，成本高、寿命相对短。
  膜式空气弹簧主要由上盖板、活塞、橡胶气囊和缓冲块组成。橡胶气囊是由内层橡胶、外层橡胶、帘布层和子口钢丝圈四部分硫化而成。内层橡胶和外层橡胶都属于超弹性材料，内层橡胶主要起密封作用，外层橡胶除了密封外，还起保护作用。
    帘布层是帘线橡胶复合材料，属于各向异性材料，用于承受囊体的载荷，对空气弹簧的承载能力和耐久性起着决定性作用。帘线方向与橡胶气囊的子午线方向成一定角度，称为帘线角。缓冲垫在空气弹簧中是一个可选件，在空气弹簧漏气或失效情况下起作用。本文讨论的膜式空气弹簧中没有加入缓冲垫。
    膜式空气弹簧的活塞可设计成不同的截面形式，以获得不同的弹性特性曲线。当空气弹簧充气完成后，在上面施加轴向外载荷F，空气弹簧在标准工作高度附近达到静平衡位置，当外载增大时，空气弹簧压缩，外载减小时，空气弹簧回弹，并设相对于平衡位置压缩为正，拉伸为负。
    当空气弹簧上受有载荷F作用，气体压力与外载荷的关系为：
  F=P×Aeff(1)
  式中，F为空气弹簧轴向载荷;P为气囊内气体表压;Aeff为空气弹簧的有效承压面积。
  橡胶气囊内气压随着橡胶囊的变形而变化，其气压的大小与气囊内的容积有关，且遵循气体状态方程：
  (P+Pa)Vm=(P0+Pa)Vm0(2)
  式中，V为空气弹簧在任意位置时的内部容积;Pa为外部大气压;P0为静平衡位置时，囊内气体表压;V0为静平衡位置时的气体容积;m为理想气体多变指数，当静
  态加载时，囊内气体视为等温过程，m≈1;当动态加载时，囊内气体视为绝热过程，m≈1。
    38。将式(2)带入式(1)，并且将式(1)对空气弹簧的垂向位移x求导，化简后得空气弹簧刚度的计算公式：
  K=-mAeff(P+Pa)1VdVdx+PdAeffdx(3)
  式中，dV/dx为空气弹簧容积的变化率，dAeff/dx为空气弹簧有效承压面积的变化率，其决定于空气弹簧的形式及活塞的几何形状。
    要求出空气弹簧的刚度，关键是求出空气弹簧在任意位置时囊内的气压P、空气弹簧容积的变化率dV/x以及有效承压面积的变化率dAeff/x，是理论计算的难点，一般可以通过非线性有限元方法求得。

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  z***

  2018-01-16 22:25:18

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