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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

板间摩擦状态对钢板弹簧固有特性的影响研究

依据对汽车钢板弹簧的振动影响因素研究,通过理论分析计算与在外部激励工况下实验数据进行对比,研究了钢板间不同摩擦状态对钢板弹簧动态特性的影响;借助大容量信息采集系统对钢板弹簧振动状态进行了监测和记录。且采用悬挂加重法对钢板弹簧在不同摩擦状态下的刚度,实验结果表明,经过钢板表面增摩处理后,钢板弹簧的刚度变化微小,钢板弹簧的振动幅值变小,减振效果明显,在有效提高钢板弹簧的使用寿命的同时,还能改善汽车乘坐的品质和提升运输的效率。     

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。     

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。     

汽车变截面钢板弹簧的优化设计

本文对各片不等长变截面钢板弹簧进行了研究,按质量最小为目标函数建立了钢板弹簧优化设计的数学模型,并利用Visual Basic6.0高级语言采用复合形法开发了优化计算程序。通过实例设计计算表明,用该优化计算程序进行设计,可使汽车钢板弹簧的质量比原设计减少33.3~43.2%。     

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.     

火箭炮平衡悬架钢板弹簧三连杆模型研究

以远程多管火箭炮平衡悬架钢板弹簧为研究对象,利用ABAQUS软件建立了有限元模型,得到了钢板弹簧刚度特性。为便于研究远程多管火箭炮的平顺性能,将钢板弹簧简化为三连杆模型,通过Isight集成优化法与逆向仿真法对三连杆模型参数进行辨识,建立了准确的三连杆模型。利用ADAMS对三连杆模型进行仿真计算,并与有限元结果对比,验证了模型的准确性。     

汽车钢板弹簧刚度系数分析研究

先用ANSYS对钢板弹簧刚度系数进行有限元分析,然后利用最小二乘法,拟合出整个钢板弹簧的刚度计算公式。通过计算可知,利用两种方法得到的刚度系数相比,两者误差较小。     

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。     

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。     

空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析

为深入研究车辆空气悬架的性能,在悬架系统动力学模型的建立和仿真计算过程中,需要考虑空气弹簧的刚度随弹簧载荷和工作高度改变而变化的特点。根据空气弹簧的动态特性试验数据构成一簇有规律曲线的特点,分别以弹簧工作高度和初始载荷为自变量进行两次曲线拟合,用非线性曲线拟合方法代替气体状态方程,得到空气悬架使用条件下空气弹簧的刚度工作曲线方程。在悬架半车离散状态空间模型仿真的每个计算步长开始时,随悬架动挠度的实时状态来确定模型中空气弹簧的刚度计算数值,从而达到对空气悬架进行变刚度仿真分析的目的。采用此方法计算的某客车空气弹簧气压瞬态响应与滚下法悬架固有频率试验时测到的空气弹簧气压曲线更接近,提出的空气弹簧变刚度特性拟合处理和悬架模型变刚度仿真方法有效。     

基于永磁弹簧的变刚度关节驱动器设计

提出一种基于永磁弹簧的变刚度机器人关节驱动器,采用蜗轮、蜗杆驱动绳索调整永磁弹簧气隙间距,实现驱动器变刚度控制;分析基于绳索-永磁弹簧组的关节驱动器变刚度原理并进行结构设计,对变刚度收线蜗轮、蜗杆结构参数进行设计计算.     

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。