有限元分析技术在车用少片变截面钢板弹簧研发中的应用

在少片变截面TB4281LE前钢板弹簧总成设计中,引入有限元方法和分析理论为基础的CAE分析及优化设计方法。对板簧性能进行了预测及评估分析。对钢板弹簧的研究提出了精益设计的概念,极大地提高了设计效率及精度,解决了传统设计中的算不准的问题,构建了先进的少片变截面钢板弹簧开发模式。     

少片变截面钢板弹簧计算机辅助设计方法研究

针对当前少片变截面钢板弹簧设计、生产的现状,提出了一种少片簧计算机辅助设计方法。首先探讨了少片簧尺寸参数传统设计计算方法;利用Visual C++开发平台对SolidWorks软件进行二次开发,完成了少片簧自动建模系统的开发。最后以某型载货汽车少片簧为例,验证了上述方法的可行性。     

少片变截面汽车钢板弹簧灵敏度分析

少片变截面钢板弹簧能有效减轻汽车自身重量。在少片变截面钢板弹簧的设计中,传统的刚度和应力计算很少考虑到片间非线性接触问题。提出将灵敏度分析方法与有限元仿真相结合来实现少片变截面钢板弹簧的合理设计。首先通过灵敏度分析方法确定影响刚度或应力的关键尺寸或参数,其次考虑片间的实际接触状态进行有限元仿真分析,并根据分析结果提出少片变截面钢板弹簧设计的改进策略,以最终满足轻量化的同时提高少片变截面钢板弹簧的力学性能。     

基于有限元分析技术的少片变截面钢板弹簧动力学特性及可靠性的联合仿真

在少片变截面TB4282LE后钢板弹簧总成设计中,引入有限元方法和分析理论为基础的CAE分析及优化设计方法,对板簧性能及疲劳寿命进行了预测及评估分析。对钢板弹簧的研究提出了精益设计的概念,提高了设计效率及精度,解决了传统设计中的算不准的问题,构建了先进的少片变截面钢板弹簧开发模式。     

少片变截面钢板弹簧优化设计

建立了少片变截面钢板弹簧优化设计的数学模型,利用MATLAB工具箱进行优化,并以实例设计计算了变截面钢板弹簧.     

钢板弹簧疲劳寿命概率分布分析

通过一组大样本钢板弹簧疲劳寿命数据的分析，得出正态分布、对数正态分布、指数分布、二参数Weibull分布和三参数Weibull分布的概率密度函数或分布函数，经K－S检验和x^2检验证实钢板弹簧疲劳寿命服从除指数分布外的四种分布，并以三参数Weibull分布为最优。     

少片变截面钢板弹簧疲劳试验研究

为了提高少片变截面钢板弹簧的疲劳寿命,通过进行疲劳台架试验,对疲劳断裂形状、材料力学性能及金相组织进行了深入分析,找到了钢板弹簧产生疲劳断裂的主要原因,提出了钢板弹簧工艺处理的改进措施,并对其进行了试验验证。结果表明:在相同试验条件下,改进后的钢板弹簧疲劳寿命达到10万次以上,远远超过了钢板弹簧国家标准8万次。     

钢板弹簧疲劳寿命概率分布分析

通过一组大样本钢板弹簧疲劳寿命数据的分析 ,得出正态分布、对数正态分布、指数分布、二参数 Weibull分布和三参数 Weibull分布的概率密度函数或分布函数 ,经 K—S检验和 χ2检验证实钢板弹簧疲劳寿命服从除指数分布外的四种分布 ,并以三参数 Weibull分布为最优。     

变截面钢板弹簧的制造技术

本文研究了变截面钢板弹簧的制造工艺，特别介绍了轧制，热处理，喷丸，探伤的应用，制造技术，指出了原材料，轧制处理，喷丸生产中对变截面钢板弹簧疲劳寿命的影响的因素，介绍 几年来质量改进后的情况，用较详实的数据和试验结果，阐述了变截面钢板弹簧生产的特殊工艺技术。     

变截面钢板弹簧断裂分析

钢板弹簧主要是作为减震、储能零件使用,为了获得汽车行驶的安全性,应保证钢板弹簧的高强度和具有较高的使用寿命,其疲劳寿命与表面状况以及热处理过程控制联系紧密。通过对某重卡少片变截面钢板弹簧在研发过程中的断裂样件进行宏观形貌分析、显微组织扫描电镜观察、硬度测试、喷丸残余应力测试等,对其开裂原因进行了分析。结果表明,该钢板弹簧材料在热处理过程中非常容易形成上贝氏体组织,增大组织的硬脆性,加快疲劳扩展速度,在表面出现微缺陷或喷丸效果未达到预期目标时,导致钢板弹簧的疲劳寿命降低。     

集中载荷假设下三片变截面簧刚度分析

采用集中载荷假设,利用单位载荷法模型建立3片变截面钢板弹簧变形与力学传递模型,并依据主片分析法推导出主簧与合成簧刚度计算公式。利用变截面簧样件截面参数,计算样件主簧与合成簧理论刚度结果;在ANSYS Workbench中建立变截面簧样件有限元模型,分析变截面簧在加载过程中的变形-载荷情况与主簧、合成簧刚度;进行变截面簧样件静刚度实验,获得样件钢板弹簧在实际加载卸载过程中变形-载荷情况与实际主簧与合成簧刚度。对比分析理论计算刚度、ANSYS Workbench有限元计算刚度与实验刚度,三者偏差不超过5%,证明集中载荷假设下的3片簧变形与力学传递模型正确。     

汽车离合器膜片弹簧的疲劳寿命分析

膜片弹簧的疲劳寿命对汽车离合器结构的安全可靠性起着至关重要的作用,文中应用有限元方法分析计算了膜片弹簧的载荷-变形特性曲线,及在膜片弹簧预加载作用下,分离行程的最大应力、疲劳危险点,以及膜片弹簧的疲劳寿命.分析结果与方法为缩短产品的设计周期,优化离合器结构提供了理论依据.     

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。     

离合器膜片弹簧热-结构耦合疲劳寿命分析

分析了汽车离合器膜片弹簧疲劳破坏的原因,依据机械零件疲劳强度理论,综合考虑了零件尺寸、应力集中、表面加工等影响因素,修正了膜片弹簧的S-N曲线。利用有限元方法分别对膜片弹簧进行静结构和热-结构耦合变形应力分析,找到了疲劳破坏参考点的位置,并结合相应的S-N曲线,得到了参考点的疲劳寿命。仿真结果表明:膜片弹簧内径下表面与分离指过度圆弧切点处是疲劳破坏的根源;工作温度对膜片弹簧的变形应力具有重要影响,并且降低膜片弹簧的使用寿命。     

两自由度板簧疲劳试验机运动学分析与研究

现有曲柄滑块机构型汽车板簧疲劳试验机,需停机改变杆长来调整试验幅值。研究二自由度平面七杆机构,意图改变两曲柄的初始相位差来实现幅值的在线调整。通过建立机构运动学分析模型,借助Matlab/Simulink软件及Newton-Raphson法进行数值仿真,验证了机构幅值动态调整的可行性;当改变初始相位差时,板簧试验振幅随之得到调整。且采用混合驱动的方式可方便地控制相位,使机构保留了机械式疲劳机的高效可靠,并具有一定柔性。     

少片变刚度钢板弹簧计算方法探讨

在分析钢板弹簧计算方面经典方法的优缺点的基础上，在考虑U形螺栓的安装影响之后，利用数值计算的方法，提出了针对少片变刚度钢板弹簧的计算方法。与经典方法相比，该方法更接近钢板弹簧的实际工作环境，经过计算实例验证，其计算结果较精确。     

单缸制动器圆锥缓解弹簧的优化设计分析

通过对制动器缓解弹簧的载荷、变形及应力分析,合理优化设计参数,给出最优设计,满足系统设计要求。