The effects of suspension stiffness on the reaction load of the gearbox suspension for a three-point suspension wind turbine drive train were investigated by finite element analysis. The reaction forces of the gearbox suspension appear to increase as the gearbox suspension stiffness increases; however, the main bearing stiffness has a reverse effect on the reaction forces. The influence of the gearbox suspension stiffness is greater than that of the main bearing. Since the suspensions must provide the gearbox with proper support, it is not practical to use soft gearbox suspension for small reaction forces. It is more feasible to use stiff main bearings. As a guideline for the main bearing stiffness in the present study, we propose a relative stiffness of 100-150% of the reference.
This work evaluates the influence of negative stiffness on the performances of various vehicle suspension systems, and proposes a re-centering negative stiffness device (NSD). The re-centering NSD consists of a passive magnetic negative stiffness spring and a positioning shaft with a re-centering function. The former produces negative stiffness control forces, and the latter prevents the amplification of static spring deflection. The numerical simulations reveal that negative stiffness can improve the ride comfort of a vehicle without affecting its road holding abilities for either passive or semi-active suspension systems. In general, the improvement degree of ride comfort increases as negative stiffness increases. For passive suspension system, negative stiffness brings in negative stiffness feature in the control forces, which is helpful for the ride comfort of a vehicle. For semi-active suspensions, negative stiffness can alleviate the impact of clipped damping in semi-active dampers, and thus the ride comfort of a vehicle can be improved.
The stiffness of a suspension system is provided by the bushings and the stiffness of the wheel center controls the suspension's elasto-kinematic (e-k) specification. So the stiffness of the wheel center is very important, but the stiffness of the wheel center is very hard to measure. The paper give a new method that we can use the stiffness of the bushings to calculate the equivalent stiffness of the wheel center, which can quickly and widely be used in all kinds of suspension structure. This method can also be used to optimize and design the suspension system. In the example we use the method to calculate the equivalent stiffness of the wheel center which meets the symmetric and positive conditions of the stiffness matrix.
The determination of midtower longitudinal stiffness has become an essential component in the preliminary design of multi-tower suspension bridges. For a specific multi-tower suspension bridge, the midtower longitudinal stiffness must be controlled within a certain range to meet the requirements of sliding resistance coefficient and deflection-to-span ratio. This study presents a numerical method to divide different types of midtower and determine rational range of longitudinal stiffness for rigid midtower. In this method, influence curves of midtower longitudinal stiffness on sliding resistance coefficient and maximum vertical deflection-to-span ratio are first obtained from the finite element analysis. Then, different types of midtower are divided based on the regression analysis of influence curves. Finally, rational range for longitudinal stiffness of rigid midtower is derived. The Oujiang River North Estuary Bridge which is a three-tower four-span suspension bridge with two main spans of 800m under construction in China is selected as the subject of this study. This will be the first three-tower four-span suspension bridge with steel truss girders and concrete midtower in the world. The proposed method provides an effective and feasible tool for engineers to design midtower of multi-tower suspension bridges.
A suspension is a core part, determining running stability and riding quality of vehicles and its stiffness is essential parameters in the process of vehicle designing. Suspension stiffness shall be adjusted to meet requirements of running stability and curve running performance, as adding stiffness to primary suspension for running stability in high-speed running results running performance degradation in curved track. The purpose of the report lies in utilization of usable data for optimization of suspension via analyzing running performance through changing stiffness of railway vehicle suspension.
The aim of this study is the optimization of the parameters of interconnected Hydro-Pneumatic (HP) suspension system of a three-axle vehicle for ride comfort and handling. For HP suspension systems of equivalent vertical stiffness and damping characteristics, interconnected HP suspension systems increase roll and pitch stiffness and damping characteristics of the vehicle as compared to unconnected HP suspension systems. Thus, they result in improved handling and braking/acceleration performances of the vehicle. However, increased roll and pitch stiffness and damping characteristics also increase roll and pitch accelerations, which in turn result in degraded ride comfort performance. Therefore, in order to improve both ride comfort and vehicle handling performances simultaneously, an optimum parameter set of an interconnected HP suspension system is obtained through an optimization procedure. The objective function is formed as the sum of the weighted vertical accelerations according to ISO 2631. The roll angle, one of the important measures of vehicle handling and driving safety, is imposed as a constraint in the optimization study. Upper and lower parameter bounds are used in the optimization in order to get a physically realizable parameter set. Optimization procedure is implemented for a three-axle vehicle with unconnected and interconnected suspension systems separately. Optimization results show that interconnected HP suspension system results in improvements in both ride comfort and vehicle handling performance, as compared to the unconnected suspension system. As a result, interconnected HP suspension systems present a solution to the conflict between ride comfort and vehicle handling which is present in unconnected suspension systems.
In order to get the drive reliability and low Power-consumption characteristics, most of small form factor HDD has und the load/unload mechanism instead of CSS type. Compared with CSS mechanism, the load/unload system has little opportunity of head/media contact during the disk spin-up and down. However, the load/unload mechanism needs the precise integration technology with slider, suspension, ramp and load/unload velocity, and all of these component s should be designed simultaneously, not an individually. In this paper, we focus the design of the suspension stiffness using the specified ABS design. We use the CML software to calculate the load/unload dynamic and use the RSM(Response surface method) to get the optimal condition of the suspension stiffness.
The stiffness of a bushing in a suspension is extremely important for the overall performance of the suspension system. A new measurement system including the flexible jig was developed to measure the multi-directional stiffness of bushings. To overcome the disadvantage of building each individual jig for each type and size of a bushing, we designed the flexible jig which can accommodate numerous bushings of similar shapes and sizes. Upon using the novel design of the flexible jig in the industry, we could successfully measure the torsional and conical stiffness of many bushings and apply the data for the prediction and evaluation of the performance of a suspension system, which would assist designing the optimal suspension system.
철도차량의 주행안전성과 승차감을 결정하는데 있어서 현가장치는 중요한 요소이며, 현가장치 강성은 차량 설계 단계의 중요한 설계변수이다. 고속에서의 주행안전성을 위해 1차 현가장치에 강한 강성을 부여하는데 이는 곡선 주행성능을 감소시키는 단점이 있어 주행안전성과 곡선주행성능을 절충하면서 현가장치의 강성을 조절하고 있다. 본 연구에서는 철도차량의 현가장치 강성을 변화시켜 가면서 주행안전성 향상을 위한 현가장치를 최적화하는데 목적을 두고 있다. 현가장치 최적화를 위해 1, 2차 현가장치의 위치 및 길이, 폭, 강성, 감쇠력 등을 설계 변수로 하여 해석을 진행하였다. 현가장치 최적화 해석결과, 1, 2축 내 외측 차륜의 탈선계수 값이 초기 모델과 비교하여 감소한 결과를 확인할 수 있었다.
Wen-ming Zhang;Jia-qi Chang;Xing-hang Shen;Xiao-fan Lu;Tian-cheng Liu
Structural Engineering and Mechanics
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제88권1호
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pp.53-65
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2023
With the gradual implementation of long-span suspension bridges into high-speed railway operations, the main beam's bending stiffness contribution to the live load response permanently grows. Since another critical control parameter of railway suspension bridges is the beam-end rotation angle, it should not be ignored by treating the main beam deflection as the only deformation response. To this end, the current study refines the existing method of the main cable shape and simply supported beam bending moment analogy. The bending stiffness of the main beam is considered, and the main beam's analytical expressions of deflection and rotation angle in the whole span are obtained using the cable-beam deformation coordination relationship. Taking a railway suspension bridge as an example, the effectiveness and accuracy of the proposed analytical method are verified by the finite element method (FEM). Comparison of the results by FEM and the analytical method ignoring the main beam stiffness revealed that the bending stiffness of the main beam strongly contributed to the live load response. Under the same live load, as the main beam stiffness increases, the overall deformation of the structure decreases, and the reduction is particularly noticeable at locations with original larger deformations. When the main beam stiffness is increased to a certain extent, the stiffening effect is no longer pronounced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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