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研究生: 王涵煦
Wang, Han-Hsu
論文名稱: 含氣室阻尼器之模型試驗
Model Test of Dampers with Gas Chamber
指導教授: 徐德修
Hsu, Deh-Shiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 含有氣室的阻尼器被動控制氣體彈簧性能測試動力循環載重試 驗
外文關鍵詞: Dampers with gas chamber, Passive control, performance test, air spring cyclic dynamic test
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  • 摘要

    本文之研究目的為利用機車後避震器延伸改良而成含有氣室的阻尼器模型,利用阻尼器內部的氣室填充高壓氮氣,以避免阻尼器內部殘存的空氣對阻尼器產生氣穴現象,影響阻尼器的作動與消能的效果。
    為進行含有氣室的阻尼器之研發,配合部分流體力學與機械理論下進行含有氣室的阻尼器之初步研發試驗工作,更將原有的液流阻尼器,加裝可填充氮氣的閥門與氣嘴,藉以改變氣室的初始壓力、頻率與振幅等變數,以探討活塞在受到正弦波之動力作用時,遲滯迴圈的變化情形,試驗中採用Instron8800 動力試驗儀器,來進行含有氣室的阻尼器之性能測試。

    Abstract

    This paper deal with a model of dampers with gas chamber by extending a rear shock absorber which is for motorcycle. Filling high pressure nitrogen in the gas chamber of the damper can avoid cavitation of dampers from remaining air in dampers.
    The research work aims to develop dampers with gas chamber. Experimental work has been performed with theories of hydrodynamics and mechanism. Furthermore, the original fluid damper is modified by adding an inlet with valve which allows to fill nitrogen gas in the chamber. Cyclic dynamic test by using Instron8800 test machine has been done for various variables such as initial pressure in the gas chamber, the frequency and the amplitude. The viscosity of the fluid in the chamber could be greatly changed according to various factors mentioned above.

    目錄 摘要 Ⅰ 致謝 Ⅲ 目錄 Ⅵ 表目錄 Ⅶ 圖目錄 Ⅷ 第一章 緒論 1-1研究目的與動機 1 1-2控制系統之概念 2 1-3本文內容架構 4 第二章 阻尼器構造與原理簡介 2-1 液流阻尼器之簡介 6 2-2 含有氣室之阻尼器構造與原理簡介 7 2-3 氣體彈簧 8 2-4 含有氣室之阻尼器作動原理 9 第三章 理論簡介 3-1 阻尼器之基本理論分析 10 3-2 含有氣室之阻尼器數學模式分析 13 3-2.1孔口流量分析 13 3-2.2體積彈性模數與氣體彈簧 15 3-2.3壓力動態方程式 16 3-2.4含有氣室之阻尼器之阻尼力分析 21 3-2.5 油彈簧效應 22 第四章 試驗裝置及試驗流程之介紹 4-1 試驗裝置 25 4-2 含有氣室之阻尼器 32 4-3 實驗步驟 40 4-4 實驗補充與實驗安全、注意事項 45 第五章 含有氣室之阻尼器之測試 5-1有裝設油門片的阻尼器之行為探討 48 5-1.1 試驗說明 48 5-1.2 改變氣室初始壓力之實驗結果 48 5-1.2.1 結果與討論 51 5-1.2.2須改善之缺失與疑問 53 5-1.3 改變振幅之實驗結果 54 5-1.3.1 結果與討論 58 5-2無裝設油門片的阻尼器之行為探討 60 5-2.1 試驗說明 60 5-2.2 改變氣室初始壓力之實驗結果 60 5-2.2.1 結果與討論 62 5-2.3改變振幅之實驗結果 65 5-2.3.1 結果與討論 68 5-3液流阻尼器填充氮氣之之行為探討 70 5-3.1試驗說明 70 5-3.2改變壓力之實驗結果 71 5-3.3結果與討論 73 第六章 總結與建議 6-1 總結 74 6-2 建議 75 參考文獻 79 圖目錄 圖2.1 含有氣室之阻尼器減振動作說明圖 7 圖2.2 含有氣室之阻尼器作動示意圖 9 圖3.1 含阻尼之單自由度模型[1] 10 圖3.2 線性化黏滯性系統遲滯迴圈 11 圖3.3 線性化黏彈性阻尼系統示意圖 12 圖3.4 孔口 13 圖3.5 含有氣室之阻尼器示意圖 14 圖3.6 氣穴現象產生示意圖 20 圖3.7 活塞桿與活塞之自由體圖 21 圖4.1 試驗裝置之實體圖 24 圖4.2 Instron 8800 材料試驗控制系統之示意圖 25 圖4.3 調整鋼製開關之開關 26 圖4.4 荷重計實體圖 26 圖4.5 Instron 8800載重平台(Loading frame)之實體圖 27 圖4.6 Instron 8800載重平台(Loading frame)之示意圖 28 圖4.7 控制器正面之實體圖 29 圖4.8 控制器背面之實體圖 29 圖4.9 油壓與馬達系統 圖4.9a 馬達系統 29 圖4.9b 油壓系統 29 圖4.10 冷卻系統 30 圖4.11 電腦實體圖 30 圖4.12 Fast Track軟體介面 30 圖4.13 夾頭 圖4.13a 上夾頭 31 圖4.13b 下夾頭 31 圖4.14 控制夾頭的盒子之示意圖 31 圖4.15 控制夾頭的盒子之實體圖 32 圖4.16 電源箱 32 圖4.17 機車後避震器 33 圖4.18 Lord Corp.磁流變阻尼器之示意圖[16] 34 圖 4.19 液體在套筒中流動之示意圖 34 圖 4.20 填充氮氣之液流阻尼器之實體圖. 35 圖4.21 液體在套筒中流動之示意圖 35 圖4.22 阻尼器套筒之實體相片 36 圖4.23 活塞之實體相片 37 圖4.24 油封培林之實體相片 圖4.24a 正視圖 38 圖4.24b 上視圖 38 圖4.25 自由活塞之實體相片 39 圖4.26 鐵製接頭之實體相片 圖4.26a 正視圖 39 圖4.26b 上視圖 39 圖4.27 布頓壓力計之實體照片及示意圖 40 圖4.28 安裝步驟1 40 圖4.29 安裝步驟3 41 圖4.30 安裝步驟4 41 圖4.31 安裝步驟5 42 圖4.32 安裝步驟6 42 圖4.33 安裝步驟7 43 圖5.1 10mm、0.5Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 49 圖5.2 10mm、1Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 49 圖5.3 10mm、1.5Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 50 圖5.4 10mm、2Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 50 圖5.5 單軸與雙軸阻尼器之示意圖 52 圖5.6 1Hz、0bar在不同振幅下之力量-速度圖形 55 圖5.7 1Hz、5bar在不同振幅下之力量-速度圖形 55 圖5.8 1Hz、10bar在不同振幅下之力量-速度圖形 56 圖5.9 1Hz、15bar在不同振幅下之力量-速度圖形 56 圖5.10 1Hz、20bar在不同振幅下之力量-速度圖形 57 圖5.11 1Hz、30bar在不同振幅下之力量-速度圖形 57 圖5.12 1Hz、40bar在不同振幅下之力量-速度圖形 58 圖5.13 10mm、0.5Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 60 圖5.14 10mm、1Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 61 圖5.15 10mm、1.5Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 61 圖5.16 10mm、2Hz在不同氣室初始壓力下之力量-位移圖 62 圖5.17 1Hz、0bar在不同振幅下之力量-速度圖形 65 圖5.18 1Hz、5bar在不同振幅下之力量-速度圖形 65 圖5.19 1Hz、10bar在不同振幅下之力量-速度圖形 66 圖5.20 1Hz、15bar在不同振幅下之力量-速度圖形 66 圖5.21 1Hz、20bar在不同振幅下之力量-速度圖形 67 圖5.22 1Hz、30bar在不同振幅下之力量-速度圖形 67 圖5.23 1Hz、40bar在不同振幅下之力量-速度圖形 68 圖5.24 線性及非線性液態黏性阻尼器遲滯迴圈之比較[1] 69 圖5.25 液流阻尼器加裝閥門、氣嘴及壓力表之實體圖 圖5.25a 上視圖 70 圖5.25b 側視圖 70 圖5.26 10mm、0.5Hz在不同壓力下之力量-位移圖 71 圖5.27 10mm、1Hz在不同壓力下之力量-位移圖 71 圖5.28 10mm、1.5Hz在不同壓力下之力量-位移圖 72 圖5.29 10mm、2Hz在不同壓力下之力量-位移圖 72 表目錄 表5.1 阻尼器在矽液為1000 mm2/s時所試驗的振幅、頻率與氣室壓 力 48 表5.2 阻尼器在矽液為1000 mm2/s時所試驗的振幅、頻率與氣室壓力 54 表5.3 有裝設油門片與未裝設油門片阻尼器之壓縮與拉伸阻尼力比較 63

    參考文獻

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    下載圖示 校內:2007-08-30公開
    校外:2007-08-30公開
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