基于ANSYS的汽车悬架螺旋弹簧限元分析

为了准确的测定汽车悬架螺旋弹簧的应力分布情况,采用有限元分析软件ANSYS,对某型号汽车悬架螺旋弹簧进行了CAE分析.分析结果显示,汽车悬架螺旋弹簧内侧剪切应力均大于外侧剪切应力;随着汽车悬架螺旋弹簧所承受载荷的变化,剪切应力最大值出现的位置会发生变化;而且在不同载荷作用下,剪切应力最大值均出现在汽车悬架螺旋弹簧底端开...     

装载机连杆载荷测试与载荷谱编制方法研究

为了研究装载机连杆载荷与疲劳可靠性试验所需载荷谱特性,提出一种连杆载荷测试与载荷谱编制方法。设计连杆力测试传感器,在大石方、黏土、砂子和小石方4种物料工况下进行连杆载荷测试试验。利用峰谷抽取和小波处理实现了实测数据的压缩编辑,通过雨流计数获得了合成工况下连杆载荷均值频次和幅值频次分别服从正态分布和三参数威布尔分布的拟合数学模型,且载荷均值分布和幅值分布相互独立,编制了连杆二维载荷谱和疲劳试验程序谱,为连杆结构疲劳可靠性分析提供依据。     

风电轴承多工况试验载荷谱的编制

首先采用雨流计数法统计分析单一工况载荷幅值、均值的循环作用次数,根据相关系数优化法得到单一工况载荷幅值的概率分布函数,同时通过波动中心方法获得单一工况载荷均值的波动中心;再采用加权方式确定多工况载荷幅值的复合概率分布函数以及载荷均值的总波动中心.将载荷幅值作用次数扩展为10(6)次,进而得到载荷幅值不等距8级载荷谱,将该幅值的8级载荷谱叠加于均值的总波动中心编制成风电轴承多工况试验载荷谱.试验载荷谱既保留了多工况原始工作载荷的母体特性,又使轴承的试验加载成为可能.     

一种三段式悬架变刚度螺旋弹簧设计研究

根据悬架在不同工况下的载荷特点,设计了一款变刚度螺旋弹簧,可为汽车不同的行驶工况提供最适合的刚度。基于弹簧并圈理论,结合汽车空载、满载、超载三种工况,优化得变刚度螺旋弹簧刚度特性曲线,提出了三段式变刚度螺旋弹簧设计方法,并推导了弹簧中径和簧丝直径两个关键参数的关系式。运用CATIA建立了变刚度弹簧模型,分析了变形量和最大剪切应力,校核了弹簧强度。仿真分析结果表明,设计所得变刚度弹簧的两项平顺性指标优于原弹簧。     

掘进机主轴承载荷谱编制方法研究

掘进机主轴承作为掘进机的关键核心部件，对性能和可靠性要求极高。获取准确有效的载荷谱用于主轴承工况试验，是保证主轴承设计满足可靠性要求的前提条件。为解决主轴承载荷谱编制难题，文中根据实际工况下主轴承承载特点，在掘进机中安装监测系统，通过监测与主轴承后端相连伸缩油缸的压力获取主轴承所受轴向力及倾覆力矩，监测电机扭矩获取主轴承所受驱动扭矩，以及将主轴承前端结构件重力的函数值作为主轴承所受径向力。采用雨流计数法对获取的原始载荷-时间历程进行处理，建立载荷幅值、载荷均值的分布函数；然后，通过波动中心法将分级的载荷幅值叠加至载荷均值的加权平均值之上获取八级载荷；最后，通过载荷分布函数获取各级载荷作用次数，实现主轴承轴向力、径向力、倾覆力矩及驱动扭矩八级载荷谱的编制，为主轴承设计开发、工况模拟等工作奠定了坚实基础。     

机械零件疲劳载荷谱的编制方法研究

在对疲劳载荷进行统计处理的基础上,利用双参数雨流计数法和零均值转化公式对疲劳载荷均值进行了处理,消除了非零均值的影响,得出了均值与幅值的影响,得出了疲劳载荷谱多工况编制方法,为疲劳寿命分析奠定了基础,并给出了具体实例。     

基于试验场真实载荷谱的悬架疲劳试验研究

介绍一种新的悬架疲劳试验方法。基于试验场真实载荷谱准确获取悬架随机载荷谱,应用雨流分析得到均幅值载荷分布规律;编制程序载荷谱并简化;根据简化后程序载荷谱进行悬架疲劳台架试验,失效情况与路试结果吻合,验证该方法的可行性。     

装载机工作装置疲劳试验载荷谱编制方法

为研究装载机工作装置疲劳性能,提出了一种考虑分段载荷均值特性的工作装置疲劳试验程序载荷谱的编制方法,采集了4种典型物料铲装作业时工作装置的销轴载荷信号,并将销轴载荷转化为铲斗斗尖处的当量载荷。根据载荷特性,将每个作业周期分为空载行进、物料铲装、满载运输和物料卸载4段,完成了载荷的平稳性检验。采用雨流计数法分析各个作业段载荷的均幅值分布特性,结果表明：4个作业段的载荷均值服从正态分布,幅值服从三参数威布尔分布,且均值和幅值分布相互独立。对载荷进行频次外推和合成,并根据均幅值概率分布函数和波动中心法,编制了工作装置8级二维载荷谱和变均值疲劳试验程序加载谱。提出的载荷谱编制方法和结果可为装载机工作装置结构寿命预测及疲劳可靠性台架试验提供参考。     

多段式组合变刚度悬架螺旋弹簧设计与研究

针对某特种车辆悬架不同工况载荷特点,设计1种变刚度悬架螺旋弹簧。基于弹簧串联和并圈理论,提出多段式组合变刚度悬架螺旋弹簧设计方法,取各段弹簧丝径、工作圈数和弹簧内径为设计变量,以弹簧装配尺寸、变形量、总工作圈数、疲劳强度为约束条件,建立以弹簧质量最小为优化目标的数学模型,利用多变量优化设计方法,求解各段弹簧结构参数。结合仿真分析,能够满足最大变形量、最大剪切应力和疲劳寿命的要求,结果表明设计参数合理,方法可行。所提出的弹簧参数优化算法及弹簧设计方法为变刚度弹簧设计提供理论依据。     

军用车辆传动系零件载荷谱的建立

研究建立军用车辆传动系的全寿命设计谱和试验载荷谱。采用雨流法对实车测得的载荷时间历程进行二维统计处理，建立并检验载荷幅值与均值的二维分布函数，结合军用车辆传动系零部件的载荷特点，对车辆多工况全寿命载荷谱进行合成，得到可供军用车辆传动系零部件疲劳设计和试验用的设计谱与试验谱。     

多股簧冲击载荷特性试验研究

以多股簧应用于复进簧时的工况为例,按照质量-弹簧-阻尼模型,建立了多股簧和各个簧圈的冲击响应动力学模型;对多股簧进行了冲击载荷试验,分析了弹簧内部运动规律,并识别出弹簧的等效刚度、等效阻尼等模态参数。试验结果表明：受冲击载荷时,多股簧的结构呈非线性特性,更能体现其减振的优势;弹簧内部运动规律也为非线性,各簧圈的运动速度沿轴向不再是线性分布。     

履带车辆悬挂参数变化对悬挂特性影响分析

通过确定实际履带车辆的简化条件,建立了二自由度车辆悬挂系统模型,得出了车身加速度、悬挂动行程、负重轮相对动载荷对路面输入的幅频特性,分析了悬挂刚度、阻尼系数、负重轮胶圈刚度和非悬置质量等参数变化对悬挂传递特性的影响.结果表明,在进行车辆悬挂系统设计和振动控制时,必须考虑悬挂系统参数的匹配问题和参数变化对振动控制的影响.     

SEMI-ACTIVE CONTROL OF VEHICLE SUSPENSION WITH MAGNETO-RHEOLOGICAL DAMPERS PART Ⅱ——EVALUATION OF SUSPENSION PERFORMANCE

The design and analysis of an intelligent vehicle suspension with MR dampers should address hybrid semi-active control goals, such as rejection of current-switching discontinuity and MR-damper hysteresis, asymmetric damping from the symmetric MR-damper design, robustness on the vehicle operation parameter uncertainties and consideration of essential multiple suspension goals. Following the proposed skyhook-based asymmetric semi-active controller (Part Ⅰ) for achieving the above goals, herein, a set of suspension performance measures and three kinds of varying amplitude harmonic, rounded pulse and really measured random excitations are systematically defined, and the sensitivity of quarter-vehicle MR-suspension performance to variations in operating conditions is thoroughly analyzed. The results illustrate that the proposed skyhook-based semi-active MR-suspension in the asymmetric mode yields relatively superior dynamic responses to meet the multiple suspension performances of ride, rattle space, road-holding and dynamic tire force transmitted to the pavement, and has desirable robustness on variations in operating conditions of vehicle load and speed and the road roughness.     

基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度分析

针对两自由度的车辆模型,应用随机振动和随机最优控制的理论,推导悬架构件随机动载荷的统计规律的计算方法,建立变车速情况下随机动载荷的概率模型,提出基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度的分析方法。仿真结果表明,主动悬架构件随机动载荷明显大于被动悬架构件随机动载荷,主动悬架系统构件的动态疲劳可靠度在整个使用过程中都要低于普通被动悬架构件的动态疲劳可靠度,说明主动悬架构件的可靠性较普通被动悬架有所降低。     

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。     

二维随机载荷作用下汽车螺旋弹簧疲劳损伤研究

提出了二维随机载荷谱外推的三种方法;对幅值服从形状参数α=1、位置参数ε=0的威布尔分布和均值服从正态分布的二维随机载荷的当量载荷的概率密度函数进行了推导,给出了概率密度函数的数学模型。以一款城市SUV为研究对象,采集试验场强化路面的载荷谱数据,提出了采用样本截断方法进行随机载荷谱参数估计的方法。参数检验结果表明,在中高载荷段,采用该方法可以很好地实现对所采集的载荷谱数据的拟合。采用载荷谱分级法对所采集的二维随机载荷进行外推,基于外推的载荷谱对疲劳损伤进行计算分析,研究了不同的载荷分级方法对疲劳损伤计算结果的影响。研究结果表明,当载荷谱幅值分级小于20级时,损伤计算会有较大误差,出现偏小的结果,载荷均值的分级影响相对要小于幅值的分级影响。     

螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论建模及频响分析

针对车辆建模不能完全反映高频振动的情况,应用古典振动理论及冲击波动理论,对螺旋弹簧悬架车辆的振动进行模拟并对响应进行分析。提出用冲击波动力学分析车辆振动的理论依据,推导螺旋弹簧应力波波阻的表达式,由此建立车辆的波阻力及变形力振动模型。通过冲击波影响螺旋弹簧的长度及其对应的质量,建立了螺旋弹簧惯性力及变形力车辆振动模型,综合多种因素,建立螺旋弹簧悬架车辆振动的波动理论模型,探讨了模型的求解方法,并对各种模型从理论和解法两个方面进行对比。仿真验证冲击波动理论模型与古典振动理论模型在低频段的一致性及弥补后者不能表达高频振动的缺陷。提出了在波动理论下螺旋弹簧多参数的应用方法及悬架高频响应的模拟方法。