3.2 细长孔式黏滞阻尼器耗能机理
2025年10月13日
3.2 细长孔式黏滞阻尼器耗能机理
本章介绍的黏滞阻尼器在活塞上设有细长阻尼孔(阻尼孔构造见图3-1所示),当阻尼器工作时,随着活塞的往复运动,阻尼介质相应的由活塞两边的高压腔经过细长的阻尼通道流往低压腔。在黏滞流体反复流经阻尼通道的过程中,流体因克服摩擦等影响因素而耗散外界输入的机械能或机械功。

图3-1 细长阻尼孔构造
阻尼器耗散的能量从流体的角度分析,主要是流体在通道中的流动损失,该损失可以分为流体的沿程阻力损失和局部阻力损失两种形式。沿程阻力损失主要发生在截面形式、尺寸、曲率半径等几何参数基本不变或变化很小的长通道结构中,沿整个通道长度分布,并且与流体摩擦力的大小有关。局部阻力损失主要在流体通道的局部产生,例如通道断面尺寸、曲率发生变化的部位。流体在这些部位被迫出现较大的速度波动,或者被迫改变流向,或者两者兼有,从而干扰了流体的正常运动,产生了撞击、分离脱流、旋涡等现象,带来了附加的阻力,从而产生局部性的流动损失。
具体来说,当阻尼器处于工作状态时,黏滞流体从阻尼器缸筒内的大空间进入细长阻尼孔后,在阻尼孔进口有一段距离的流场受到进口断面尺寸变化的影响;流体沿长度方向的流态逐渐变化,阻尼孔进口的影响渐趋消失,经过一定距离后,流动达到稳定状态;最后流体从阻尼孔另一端出流。由于阻尼器在工作时活塞的往复运动,黏滞流体反复流经阻尼孔,在进口起始段、充分发展段以及出流段都会产生能量的损耗。沿程阻力损失沿整个通道长度分布,局部阻力损失则主要出现在进口起始段和出流段。