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。     

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。     

一种变刚性钢板弹簧悬架的计算——叶片负荷分配法

本文根据材料力学中梁的弯曲变形理论,结合汽车钢板弹簧的具体情况,介绍了一种副簧位于主簧下面的变刚性钢板弹簧悬架的计算方法——叶片负荷分配法,并附有计算实例加以说明。     

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。     

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.     

小型商用车后钢板弹簧设计方法研究

以某小型商用车后钢板弹簧设计为例,基于常用的CAD软件UGNX/CAXA CAD与办公软件WPS,提出一种以整车总布置要求为依据,满足整车操纵稳定性、行驶平顺性要求为前提的钢板弹簧设计计算方法,分析板片刚度和强度计算时采用共同曲率法和集中载荷法的各自优势和缺点,给出采用共同曲率法计算主簧及合成簧刚度时的修正系数。该方法通过对后钢板弹簧的刚度曲线和侧倾运动关系分析及刚度和强度校核计算,可以快捷、方便、准确的设计计算出满足整车总布置、整车操纵稳定性、行驶平顺性和安全可靠性要求的后钢板弹簧结构。该方法在计算板片刚度时采用共同曲率法结合刚度修正系数进行板片刚度的计算,在计算板片强度时采用集中载荷法计算,强度校核采用常用弹簧钢60Si2Mn时满载应力不大于550 MPa,极限载荷时应力不大于1100 MPa进行。对该方法进行实例计算分析,以及台架性能测试、台架耐久疲劳测试和整车操纵稳定性测试、行驶平顺性测试、道路可靠性测试,结果能快速计算出钢板弹簧结构。该方法切实可行性,而且计算式简单,计算工作量少,所使用的计算程序和制图软件都是常用的计算机软件,容易推广应用。     

受力钢板弹簧的有限元三维数值模拟

本文基于三维罚函数有限元法，建立了汽车钢板弹簧的三维有限元动态计算模型，应用该模型对钢板弹簧在载荷作用下的动态响应进行了模拟。因为该模型充分考虑了片簧层间各种复杂的耦合作用，尽可能地减少了人为假设，所以取得了仿真的效果，得到和文献［３］实验一致的数值结果。     

汽车钢板弹簧主片结构的组合优化设计方法研究

多数汽车钢板弹簧结构设计主要依赖于设计人员的经验,针对其设计中结构确定过程难于量化等问题,提出运用组合优化方法进行汽车钢板弹簧主片的结构设计,从描述汽车钢板弹簧结构设计中的组合优化问题入手,参照遗传算法求解故障诊断问题中的相关量化方法和建模过程,建立汽车钢板弹簧主片结构求解的组合优化模型,并以某车型汽车钢板弹簧主片结构的设计过程为例,在Matlab7.1中运用遗传算法实现主片结构的求解,验证所提出方法的有效性.     

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。     

渐变刚度钢板弹簧的模拟仿真

应用离散梁原理，在ADAMS／Car模式下建立了钢板弹簧的仿真模型；并用共同曲率法推导出渐变刚度钢板弹箦的刚度计算公式。最后对某一钢板弹簧进行建模仿真，仿真结果与理论计算和试验结果进行了对比分析，证明该建模方法的可行性，为汽车悬架、整车的进一步仿真分析奠定了基础。     

少片变截面钢板弹簧动刚度计算方法研究

钢板弹簧的正向设计一直是困扰板簧设计的重点问题,为了精确得到板簧的动刚度,通过理论分析,建立了钢板弹簧动刚度计算模型,更好地代替了动刚度试验和模型仿真。首先通过摩擦功分析方法,建立了摩擦功的计算模型,并进行了试验验证。通过建立摩擦功的相等关系,推出了一种钢板弹簧阻尼比的计算公式。其次推导出一种在不同工况下少片变截面钢板弹簧动刚度的计算模型。最后通过钢板弹簧动静态试验进行验证,并对MATALB二次开发设计出板簧动刚度的计算界面,实现了钢板弹簧的正向设计。     

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。     

少片变截面钢板弹簧的疲劳寿命计算分析

根据少片变截面钢板弹簧每一片在自由状态下的几何尺寸,利用UG软件建立各片的三维模型并进行装配.在HyperMesh中采用映射法进行单元划分,同时考虑片间的非线性接触,建立钢板弹簧总成的有限元模型.根据钢板弹簧试验工况,计算得到该工况下的应力循环,利用其S-N曲线,基于Miner线性累计损伤准则计算其疲劳寿命.疲劳寿命的计算值与试验值相当接近,验证了模型的建立以及计算过程的正确性.     

转向架钢弹簧表面磨痕深度对其寿命的影响研究

为了研究表面磨痕深度对转向架钢弹簧寿命的影响,针对2种典型的磨痕形式,采用仿真模拟的方法对不同磨痕深度的转向架钢弹簧进行分析,并采用试验测试的方法对仿真结果进行验证。建立不同磨痕深度的弹簧有限元模型,根据试验大纲施加载荷并进行计算,得到其理论剩余寿命;对不同深度的钢弹簧进行疲劳试验,得到其实际寿命,从而对仿真结果进行验证。研究结果表明:内簧和外簧磨损深度在0.2～0.5 mm时,钢弹簧的疲劳寿命基本无影响;内簧磨损深度大于4.0 mm,外簧磨损深度大于1.2 mm时,最小寿命位置会发生转移,转移后钢弹簧疲劳寿命大大减小。     

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。     

基于内点罚函数法的非对称钢板弹簧优化设计

以某微客开发过程中的非对称少片变截面钢板弹簧为主要研究对象,进行钢板弹簧的优化设计及计算,建立该钢板弹簧的优化设计数学模型,并以内点罚函数法的优化设计理论为基础对钢板弹簧进行优化设计,在满足强度条件和刚度条件等约束的要求下,使钢板弹簧的质量减少,达到轻量化优化设计的目的。并将优化结果和ABAQUS计算结果进行比较,结果显示:优化结果不仅保持了钢板弹簧的计算精度,还可以提高钢板弹簧的计算效率。     

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。     

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。     

基于超图理论的汽车钢板弹簧结构分解方法的研究

以汽车钢板弹簧为研究对象,基于超图的理论,构建了汽车钢板弹簧的超图模型。在超图模型的基础上,利用结构化超图的知识,对汽车钢板弹簧进行了结构化超图表示,其基本结构层次可分为三层,即产品层、部件层以及零部件层。最后利用赋权有向超图的知识对汽车钢板弹簧主片结构进行了分解,得到了卷耳、截面形状、端部形状、断面形状等结构特征。