少片钢板弹簧片间静摩擦系数的计算方法

钢板弹簧的片间静摩擦特性研究一直是钢板弹簧研究的重点和热点之一。目前钢板弹簧设计计算方法中对板簧静摩擦系数的研究较少。通过摩擦功分析方法,建立钢板弹簧的力学计算模型,得到一种在加载振幅和频率较小的工况下板簧片间摩擦力做功的计算公式;根据能量转换关系,推导出板簧在静载压缩下摩擦功的计算公式。根据摩擦功相等原理,得到板簧的静摩擦系数。以某企业实际板簧为例,对上述模型进行了验证。     

平衡悬架钢板弹簧动态特性的研究

在Adams/Chassis Leafspring专业模块自动生成钢板弹簧模型的基础上,考虑到该专业模块本质上是针对传统钢板弹簧建模所设计的,同时又存在板簧的端部接触和各片之间的摩擦等关键部分处理粗糙的问题,因此对模型的关键部分进行重新定义从而得到了基于Adams/Chassis Leafspring专业模块基础上的二次开发模型。利用相关试验设备对平衡悬架钢板弹簧实物进行力学特性试验,并将试验测量结果与模型仿真结果进行对比分析,保证了板簧二次开发模型的可靠性。对于平衡悬架钢板弹簧而言,还提出一种计算动刚度的公式并对该公式的定义进行详细的解释。针对板簧二次开发模型进行不同工况下的仿真分析,总结出平衡悬架钢板弹簧所具有的动态特性,为改善整车平顺性提供了理论基础。     

摩擦力对钢板弹簧动态特性影响试验及仿真

针对多片簧车型普遍存在的簧上共振问题,研究了钢板弹簧摩擦力与动刚度、摩擦阻尼系数之间的关系,通过实车道路试验测量了悬架共振问题频率与振幅,在板簧试验机上模拟实际受力变形并测定了等效摩擦力、动刚度和阻尼系数,得知摩擦力导致动刚度数倍于设计刚度是使平顺性恶化的主要原因。基于板簧台架试验的轴荷、振幅、频率等变量研究表明：动、静摩擦力均会使钢板弹簧动刚度增大,但阻尼仅与动摩擦力做功有关。轴荷与动刚度、阻尼正相关,振幅与动刚度负相关,所研究频率对动刚度与摩擦力影响不大。将台架试验的载荷数据施加于钢板弹簧多体动力学模型中模拟悬架共振工况,仿真与试验数据对比所得动刚度、摩擦力、阻尼系数平均误差满足工程要求。本方法有助于建立整车高精度动力学模型,以准确预测整车操纵稳定性和平顺性。     

两片变刚度全啮合钢板弹簧粒子群优化设计

通过推导两片变刚度全啮合钢板弹簧质量、应力和偏频的计算方程,拟合出两片变刚度板簧的全啮合接触过程。然后利用近似模型方法和多目标粒子群优化算法对某牵引车两片变刚度全啮合钢板弹簧进行优化设计。在满足板簧强度刚度的基础上,采用拉丁超立方方法进行试验设计,基于二次多项式函数建立近似模型,利用多目标粒子群优化算法进行全局寻优设计,最后通过仿真和有限元分析对优化模型进行验证。优化后悬架性能有较大改善。结果表明,该方法对汽车尤其是重卡牵引车少片变刚度全啮合钢板弹簧优化设计具有一定的指导意义。     

基于abaqus的某微型车渐变刚度钢板弹簧的有限元分析

利用有限元方法,对钢板弹簧的工作过程进行了模拟仿真,得出刚度和上极限的应力情况,并通过理论计算、刚度试验验证钢板弹簧的刚度,从而验证有限元模型的正确性,为板簧设计开发提供指导作用,从而缩短产品开发周期,降低开发成本,提高产品的设计质量有十分重要的意义。     

基于接触动力学的钢板弹簧计算模型研究

钢板弹簧由于存在几何非线性和接触非线性等多种非线性因素,增加了其精确设计的难度。根据接触动力学理论,利用ANSYS和ADAMS分别建立了钢板弹簧的计算模型,对之进行非线性有限元分析和动特性仿真。考虑簧片间的接触和摩擦,得到了板簧的应力分布和变形情况,精确地计算了钢板弹簧的力学特性。同时板簧的多体仿真模型较好地模拟了板簧特性的台架试验。     

少片钢板弹簧阻尼特性的研究

对少片钢板弹簧在动态工况下的片间接触机理及其摩擦力规律进行了研究,建立了钢板弹簧的力学计算模型,通过力学分析和几何结构分析的方法得到了钢板弹簧片间正应力以及片间相对滑移量的计算公式,根据片间摩擦力做功与钢板弹簧阻尼特性之间的关系,得到一种在动态工况下,基于钢板弹簧尺寸参数的阻尼比的计算公式,并以某少片钢板弹簧台架试验为例,验证了该方法在加载振幅和频率较小的工况下,对板簧阻尼比的计算具有较好的精度。所提出的方法可用于板簧设计开发中阻尼比的计算,有效缩短了板簧的开发周期,提高了设计效率。     

汽车钢板弹簧CAE仿真分析与台架试验对标研究

针对新设计汽车钢板弹簧，有物理试验和计算机辅助工程(Computer Aided Engneering, CAE)仿真两种手段来评估板簧的疲劳寿命，物理试验周期长、费用高，CAE仿真周期短、费用低。目的是找出一种应用CAE仿真分析手段来有效分析预测钢板弹簧疲劳寿命的方法，从而实现缩短板簧开发周期并降低开发成本；对钢板CAE仿真和台架试验进行了刚度及强度的对标分析，找出了能够准确模拟刚度和强度的CAE刚强度仿真方法；在确保CAE仿真模型能准确分析板簧刚强度的基础上，通过实测板簧材料疲劳性能曲线，基于Miner累积损伤理论，应用不同表面修正系数对钢板弹簧进行寿命分析，并和疲劳台架试验对标进行分析，找出了一种能够较为准确评估板簧寿命的CAE疲劳仿真分析方法。最终形成了一套基于CAE分析的较为可靠的钢板弹簧疲劳寿命预测方法，该方法有效性较好，对有效预测汽车钢板弹簧的疲劳寿命具有较高的工程价值。     

少片钢板弹簧静载压缩下的摩擦功分析

钢板弹簧片间摩擦力做功对钢板弹簧的性能有重要影响,而在传统的钢板弹簧分析中很少考虑到摩擦力做功的问题。为了定量分析钢板弹簧片间摩擦力做功的情况,提出了一种少片变截面钢板弹簧在静载压缩下摩擦力做功的计算方法。首先分析了钢板弹簧的受力情况,建立钢板弹簧的分析模型,从而推出钢板弹簧变形能的表示方法。然后,根据能量转换关系,推导出钢板弹簧在静载压缩下摩擦功的计算公式。最后,通过实验验证了此计算方法的可行性,为研究钢板弹簧在动载荷下的受力情况和摩擦机理提供参考。     

某微车的少片变截面钢板弹簧结构设计分析与验证

主要是对某微车的后悬架的钢板弹簧的结构进行设计,并进行CAE分析与实验验证。首先根据底盘布置的空间、轮跳量以及性能要求等得到悬架钢板弹簧的板长、刚度等作为设计输入条件,设计计算满足所选材料强度等要求而得到板簧的各个参数。然后建立三维模型并CAE分析其强度、刚度。最后对样件进行台架实验与测试,验证前期的设计计算与分析的结果。对比各结果均较为接近,从而证实此设计方法的可行性。     

双弓形非对称少片钢板弹簧的非线性有限元分析

建立了一种双弓形两片式非对称的变截面钢板弹簧的模型。考虑钢板弹簧在实际工作过程中,空、满载弧高变形量大,以及各簧片之间的摩擦和接触等因素,利用有限元软件HyperMesh和ABAQUS联合对这种钢板弹簧的静态特性进行了非线性分析。仿真结果与实际的刚度试验的结果相比误差为4.18%,从而验证了该模型的可信度。在此可信度的基础上,分析计算得出了片间不同摩擦力对该钢板弹簧刚度以及迟滞性的影响,结果表明:摩擦力的增大可以增大钢板弹簧总成的平均刚度,减小钢板弹簧的迟滞性。     

多片钢板弹簧计算机辅助快速设计技术研究

针对传统多片钢板弹簧设计周期长、建立精确力学模型难的问题,根据多片钢板弹簧的参数设计方法,在SolidWorks中建立多片钢板弹簧参数化主模型,然后借助VC++语言,对SolidWorks进行二次开发,实现了钢板弹簧的计算机辅助快速设计。最后,应用接触理论添加接触单元,模拟钢板弹簧间的摩擦,计算钢板弹簧的刚度。结果表明:仿真计算刚度值和理论计算刚度值吻合较好。     

考虑片间摩擦的汽车多片钢板弹簧静动态特性分析

提出了考虑片间摩擦的汽车多片钢板弹簧静动态特性分析的一种新方法.基于曲线梁理论,整合出一种全新的适合于汽车多片钢板弹簧静动态特性分析的一阶矩阵微分方程,并借助于精细积分法建立了一种高精度的计算方法.通过考虑片间摩擦,钢板弹簧计算模型的精度得到了提高.文中的计算实例,有力验证了该方法的正确性.     

渐变刚度钢板弹簧的非线性有限元分析

针对传统的钢板弹簧设计计算方法难以考虑钢板弹簧实际的工作状况,综合考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、各簧片及垫片之间的接触和摩擦等非线性因素,基于有限元分析方法对某汽车后悬架渐变刚度钢板弹簧的刚度及强度特性进行分析。其刚度及强度试验结果表明,考虑非线性因素后建立的钢板弹簧有限元模型精度比较高。在模型验证精确的基础上,利用瞬态动力学分析方法求解钢板弹簧在简谐载荷激励下的动态响应,获得其动态特性随激励载荷频率与幅值的变化规律。该建模方法能有效地模拟钢板弹簧实际工作状态,可为钢板弹簧结构进一步的优化提供前提。     

钢板弹簧迟滞特性建模及重载货车的动态响应分析

结合一种提出的钢板弹簧迟滞模型,建立了精确的重载货车整车模型,并讨论钢板弹簧线性化对整车动态响应的影响。基于钢板弹簧动态试验和改进的Maxwell-slip模型建立精确的动态迟滞模型,并采用1/4车辆模型分析其动态特性。运用集中参数法建立重载货车整车模型,结合实车偏频试验验证整车模型的准确性。与钢板弹簧线性化的整车模型对比,讨论模型线性化所引入的误差。结果表明,钢板弹簧的幅频特性依赖于加载幅值,随着加载幅值增大,动刚度逐渐减小;钢板弹簧的线性化忽略了刚度渐变特性及阻尼效应,致使重载货车的频率加权加速度均方根值略有偏大、悬架动扰度显著增大,而钢板弹簧输出力偏小,从而为载重货车的动态行为预测及系统设计带来了较大的误差。     

钢板弹簧力学特性的非线性有限元分析

利用非线性有限元方法,考虑钢板弹簧工作过程中的大变形、片间摩擦和接触等多种因素,在Ansys软件中建立钢板弹簧的力学模型,分析其力学特性。在不考虑摩擦和考虑摩擦两种情况下计算其刚度、应力分布、接触状态及接触压力,研究了摩擦情况对钢板弹簧力学性能的影响。通过考虑片间摩擦,钢板弹簧计算模型的精度得到了提高。     

基于接触摩擦的渐变刚度钢板弹簧刚度的计算

应用基于接触摩擦的有限元方法,在Ansys中使用面一面接触单元建立钢板弹簧有限元模型。对三段式渐变刚度钢板弹簧悬架进行刚度特性计算,并与由台架试验得出实际的刚度曲线进行比较,证明模型的准确性。为加快产品的开发与变更提供有效的方法。     

基于Workbench的钢板弹簧力学性能分析

采用三维软件ProE建立钢板弹簧几何模型,导入ANSYS Workbench中经网格化后进行计算,仿真钢板弹簧安装中心螺栓和安装u形螺栓后的位移及应力云图,得出钢板弹簧检验和装配两种状态下的力学性能。分析结果得到了钢板弹簧刚度台架试验的验证,证明了该方法的有效性,可用于以后钢板弹簧的设计计算及失效分析。     

基于ADAMS钢板弹簧多体动力学模型的参数辨识

应用离散梁原理在ADAMS中建立钢板弹簧的动力学模型。为适用于整车仿真,建立两片的钢板弹簧模型代替原有的多片模型。运用ADAMS中的试验设计模块ADAMS/Insight分析Beam梁参数,辨识影响刚度特性的主要参数,并以分析得到的参数作为设计变量,在ADAMS中进行优化,使其满足设计刚度。在满足刚度设计要求的前提下,对钢板弹簧的迟滞效应进行模拟。使用ANSYS建立钢板弹簧的有限元模型,模型考虑簧片间的摩擦,仿真得出了钢板弹簧在加载与卸载过程中的位移曲线,为钢板弹簧动力学模型的迟滞模拟提供了目标曲线。研究表明,经参数辨识后得到的钢板弹簧模型能准确反映其动力学性能,适用于整车仿真。     

有效夹紧长度对钢板弹簧力学特性影响分析

有效夹紧长度是影响钢板弹簧力学特性的关键,基于UG创建钢板弹簧自由状态的几何模型,考虑夹紧长度的影响,在ABAQUS里面建立钢板弹簧有限元模型,分析不同的夹紧长度下对钢板弹簧力学特性影响。通过3种夹紧长度分析对钢板弹簧的刚度与强度特性进行分析,获得了夹紧长度对应力与刚度的影响规律,结果表明钢板弹簧的最大等效应力随着夹紧长度的增加而增加,但对整个钢板弹簧的最大应力影响并不大,板簧的刚度随夹紧长度的增加而增大,且影响较大。