Study of flow-induced vibration phenomena in automotive shock absorbers

The purpose of this study was to develop a model of the dynamic behavior of a hydraulic vehicle double-tube shock absorber. The model accounts for the effects of compressibility, valve stiction, inertia, etc. and can be suitable for use in the analysis on flow-induced pressure fluctuations in the device. The author highlights all major variables to influence the output of the shock absorber, and then proceeds by performing a series of simulations using the developed model. The model is demonstrated to operate well in the large amplitude and low frequency range as well as the small amplitude and high frequency excitation operation regimes. The results are presented in the form of time histories of pressures in each fluid volume of the damper, flow rates through the valves, piston rod acceleration and force. Fast Fourier Transform (FFT) graphs are presented, too, in order to identify the major components of the pressure fluctuation phenomena in the frequency domain.

Celem niniejszej pracy jest zbudowanie modelu dwururowego tłumika hydraulicznego odzwierciedlającego dynamiczne zachowanie zaworu. Stworzony model uwzględnia szereg zjawisk takich jak ściśliwość cieczy, bezwładność, siłę potrzebną do rozsunięcia dwóch równoległych płaszczyzn, pomiędzy którymi znajduje się olej (tzw. siła lepienia) i inne. Pozwala to na symulacje zjawisk dynamicznych i badanie drgań wywołanych przepływem oleju. Zostały uwzględnione wszystkie najważniejsze zmienne wpływające na generowanie drgań. Model działa poprawnie zarówno w niskich, jak i wysokich częstotliwościach. Rezultaty przeprowadzonych symulacji zostały przedstawione w postaci przebiegów czasowych ciśnienia, natężenia przepływu przez zawory oraz przyśpieszenia tłoczyska tłumika. Na wykresach częstotliwościowych widoczne są najważniejsze składowe obserwowanych drgań.