机械工程学报

作者：周荻, 代亮成, 池茂儒, 曾鹏程, 李旭阳, 郑阳

单位：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031

关键词：锥形弹簧,动态特性,高频,频变分数阶；

基金：国家自然科学基金(U21A20168)和国家重点研发计划(2022YFB4301303)资助项目。

橡胶弹簧作为悬挂元件能够有效衰减振动传递，在不同的振动频率下具有明显的非线性动态特性，而高频下非线性动态特性的准确描述是提高复杂工况下整车动力学性能预测的关键。为准确的描述一系锥形橡胶弹簧在中高频(10～80 Hz)范围下的强非线性特征，基于频变分数阶微分模型，通过改变分数阶阶数实现模型的频变特征，并对锥形橡胶弹簧垂向变形过程进行静态模型的形变修正，同时并联Berg摩擦力模型建立橡胶弹簧垂向幅频变力学模型。通过对一系锥形橡胶弹簧进行不同加载频率与加载幅值下的垂向动态试验，结合试验数据对垂向幅频变力学模型进行参数识别，进一步对不同加载条件下橡胶弹簧的试验值与仿真值进行对比。结果表明，一系锥形橡胶弹簧动态刚度随振动幅值增大而减小，随振动频率的增加呈现明显上升趋势；频变分数阶相对于常分数阶微分模型能够有效的兼顾低频及高频下橡胶动态特性，提出的橡胶弹簧垂向幅频变力学模型能够准确表征锥形弹簧动态性能的幅变特征及频变特征。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2025年第20期