空气弹簧隔振地基应用于超精密测量,其姿态倾斜将为超精密测量引入误差。本文针对四点支撑的空气弹簧隔振地基设计自动调平控制系统,建立隔振地基数学模型并根据其多点耦合特性提出一种解耦调平方案。根据倾斜角度的大小,本系统采用恒速调节区、比例脉冲区、微调区三阶段调平控制方式。实验表明,该自动调平系统可在120s内将空气弹簧隔振地基调平,精度0.01°,分辨率0.001°,稳定时间12h,达到系统设计要求。
基于空气动力学、流体力学及工程热力学等理论建立一种包括节流孔、连接管路和各个气室的空气弹簧非线性动力学模型(TPL-ASN模型)。利用SIMPACK动力学仿真软件及自行编写的空气弹簧动态特性仿真软件ASDS分别建立包含等效模型、线性模型和TPL-ASN模型的1/4车动力学仿真模型,并对某高速动车组空气弹簧进行不同激励幅值和频率下的动态特性仿真分析,将仿真计算获得的动刚度、阻尼比和传递比与试验结果对比。结果表明,等效模型和线性模型的仿真结果与试验结果差别较大,不能准确反映动刚度、阻尼比和传递比的幅变特性和频变特性,而TPL-ASN模型仿真结果与试验结果吻合度较高,能准确地反映动刚度、阻尼比和传递比的幅变特性和频变特性,表明所建立的TPL-ASN模型能够准确地模拟空气弹簧真实的非线性特性。
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