车用复合材料板簧性能的有限元分析

为了初步验证所设计复合材料板簧的结构性能,利用有限元分析方法对复合材料板簧结构的静载力学和动态疲劳进行了研究。计算得到空载工况加载过程中的载荷—位移曲线,板簧刚度为373 N/mm。当两端施加载荷为64.7 kN时,板簧达到最大压缩应力。结合复合材料的S—N曲线对板簧寿命进行了估算,循环次数最低处位于板簧下表面靠近卷耳部分,循环次数为33万次。对比复合材料板簧的设计刚度和疲劳寿命,与有限元分析处理方法计算所得结果较为接近,该板簧结构基本符合使用要求。     

不同复合材料板簧的性能比较及结构优化

随着汽车行业日益激烈的竞争和环境问题的不断凸显,有必要对汽车部件进行优化减重设计。本文利用CATIA三维软件建立了某轻型汽车的板簧几何模型,并导入ANSYS 15.0有限元软件中,分别赋予其五种材料属性,包括传统金属材料和四种新型纤维增强复合材料(E玻纤、S玻纤、碳纤、凯夫拉增强纤维)。计算并对比双片钢板板簧、双片复合材料板簧和单片复合材料板簧的应力、挠度、刚度及重量,所得结果表明,在满足板簧性能指标的前提下,单片E玻纤复合材料板簧具有最优的性价比,重量相比传统钢材板簧减轻了80%。为进一步减轻单片E玻纤复合材料板簧的重量,对其应力较小区域进行变截面宽度的结构优化。结果表明优化后的单片变宽度E玻纤复合材料板簧重量相比优化前板簧,进一步减重5.2%。对钢板板簧及优化前后的单片E-玻纤复合材料板簧的安全系数、振动频率及应变能等进行综合比较,结果表明,结构优化后的单片变宽度E玻纤复合材料板簧性能符合要求,性价比高,且减重效果显著。     

玄武岩纤维增强复合材料板簧设计与制备

以某轻型货车用板簧为研究对象,以玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料代替弹簧钢减轻车辆板簧质量为目的,通过材料优化设计、结构优化设计,确定了复合材料设计方案,利用ANSYS仿真设计软件对复合材料板簧进行了力学性能分析,采用树脂传递模塑(RTM)制备工艺制备了玄武岩增强复合材料板簧。结果表明,优化后的玄武岩纤维增强复合材料板簧静态强度、动态疲劳寿命能够满足设计和使用要求,通过了静载和台架疲劳试验,且质量相对于弹簧钢板簧减重55%。     

复合材料汽车板簧吊耳及其联接的研究

本文描述了玻璃纤维增强复合材料（GFRP）汽车板簧在紧急制动时的力学模型。给出了吊耳的联接强度设计安全系数。经过八十万次台架疲劳试验和拉伸破坏试验证实，平面镶嵌铆接式吊耳结构能满足一吨以下轻型客车GFRP板簧的设计要求。     

复合材料板簧与传动轴的研制

介绍汽车用聚合物基复合材料板簧和传动轴的原材料、成型工艺及性能研究。研制的复合材料板簧的重量是多片钢板簧的1/5,而疲劳寿命远高于多式钢制板簧。研制的混杂复合材料传动轴经强度和疲劳试验证明是合理可行的。     

玻璃纤维预浸料制备板簧模压成型工艺研究

采用玻璃纤维增强环氧树脂预浸料,通过模压法制备复合材料板簧,研究了原材料的选择和固化成型温度、时间、压力对板簧力学性能和外观质量的影响。结果表明:与G40K无碱单向玻璃纤维/环氧树脂预浸料相比,采用ACTECH1201无碱单向玻璃纤维/环氧树脂预浸料制备的板簧具有更高的拉伸强度和层间剪切强度,分别为1 440. 0 MPa和75. 8 MPa,分别提高了51. 4%和4. 8%,同时,板簧成型的固化时间由300 min缩短至200 min,大大缩短了生产周期;对于厚度为35. 2 mm的板簧典型件,在模压成型温度为130℃、保温时间为30 min、压力为2 MPa的条件下,压制的板簧外观质量最好,满足使用要求。     

轻型车纤维复合材料副簧的研制

本文主要叙述纤维复合材料(下称FRP)副簧的成型工艺、板簧结构、原材料选择和性能试验等研制工作,同时简略介绍国外FRP板簧的发展与工艺技术。     

使用复合材料制造汽车悬架系统的优点

使用复合材料制造的板簧重量比钢铁板簧轻,而且耐腐蚀。国家复合材料中心(NCC)汽车及新事业发展分部主任Dave Richard解释这个组织是如何工作以使市场接受这种纤维缠绕产品。     

复合材料板簧研究进展

本文总结了复合材料板簧的研究及应用情况,分析了原材料选择、成型工艺、成型设备、结构设计及性能测试等方面的问题,并对今后复合材料板簧的开发提出了相应的建议。     

帝人东邦与川崎重工共同开发CFRP板簧量产线

正帝人东邦官网消息12月22日称,公司与川崎重工达成合作协议,欲共同开发一款装配在铁道车辆台车上的可量产碳纤维复合材料板簧产品。据称,这种板簧早在2013年就被初步研发出来,并使用在川崎重工旗下新一代铁道车辆台车efW ING上。根据协议,帝人东邦将帮助川崎重工建立一条一体化生产线,单线完成从碳纤维到板簧制品的生产过程。这套量产线将帮助efW ING更快的走向全球市场。