基于ANSYS的钢板弹簧有限元分析

采用APDL参数化有限元分析技术,对某轻型越野汽车的后悬架钢板弹簧进行参数化建模。应用ANSYS软件的非线性模块,考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素,建立了钢板弹簧的有限元模型,得到了钢板弹簧在不同载荷作用下的变形和应力分布。     

扭杆弹簧受短波冲击的响应研究

应用扭杆弹簧的波动传递特性,探讨单自由度系统受短波冲击的求解方法。在考虑扭杆弹簧的具体结构的情况下,对单自由度系统进行建模,与古典振动理论的建模方法进行比较。给出一个算例,得到了三种方法的响应结果。并对它们的响应进行分析,探讨了扭杆弹簧刚度变化对响应的影响。     

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。     

钢板弹簧的波动传递特性分析

对钢板弹簧三种波动方程进行分析,针对不同的波动方程,分别提出求解钢板弹簧传递特性的方法,并推导出弹性波在钢板弹簧中的传递速度,对沿弹簧传播的位移、速度、应力、应变和作用力的传递特性进行了探讨。推导了钢板弹簧不同传递波的波阻公式,为钢板弹簧的波动理论建模及实际应用提供参考。     

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。     

基于SolidWorks的二通插装阀弹簧参数化实体建模技术研究

针对二通插装阀弹簧的三维建模非常繁琐的情况,研究了在SolidWorks环境下,圆柱螺旋压缩弹簧参数化建模的方法.通过对SolidWorks中螺旋线参数进行设定,生产精确的弹簧参数化模型,将控制弹簧模型结构的特征尺寸为变量参数,通过编辑方程式,对相关的特征尺寸赋予不同的数值,可自动生成圆柱螺旋压缩弹簧的系列零件.结果表明,采用参数化建模的方法,可以显著提高二通插装阀弹簧建模的自动化程度.     

基于RecurDyn的钢板弹簧动力学模型的建立与参数辨识

基于离散梁原理,提出一种在RecurDyn系统中建立钢板弹簧多体动力学模型的方法。通过用户自定义子程序的方式为钢板弹簧片与片之间所定义的三向力,可有效模拟弹簧片间的接触力和摩擦力,建模方法可有效兼顾钢板弹簧的刚度特性和迟滞特性。利用RecurDyn系统提供的ProcessNet二次开发工具,通过引用AForge.NET开源框架,实现了遗传优化算法与RecurDyn系统的无缝集成。基于两片模型等效模拟多片模型的思想,所开发的应用程序可以对所建立的两片钢板弹簧动力学模型的参数进行有效辨识,使得模型能够较真实地反映钢板弹簧的实际特性。通过一个实例验证了钢板弹簧动力学模型的正确性及应用程序的有效性。     

任意分布参数的钢板弹簧的可靠性优化设计

在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对钢板弹簧进行可靠性优化设计,通过计算机程序可以实现随机参数服从非正态分布的钢板弹簧可靠性优化设计,迅速准确地得到了钢板弹簧的可靠性优化设计信息。     

钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度

讨论了钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度问题,提出了可靠性灵敏度分析的计算方法,研究了正态分布设计参数的改变对钢板弹簧可靠性的影响,为钢板弹簧的可靠性设计提供了理论依据。     

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。     

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。     

Comparative Study on the Complex Eigenvalue Prediction of Brake Squeal by Two Infinite Element Modeling Approaches

The complex eigenvalue analysis is currently a common approach to predict squealing vibration and noise. There are two methods for modeling friction contact in the complex eigenvalue analysis of friction systems. In one method, contact springs are used to simulate friction contact. In another method, no contact spring is used. However, it has been uncertain whether these two modeling methods can predict approximately identical results. In order to clarify the uncertainty, two finite element models of the same brake system for the brake squeal prediction are established and simulated by using ABAQUS and NASTRAN software tools, respectively. In the ABAQUS model, friction coupling is applied to determine normal contact force and no contact spring is assumed. Whilst in the NASTRAN model, the contact spring is assumed by the penalty method to simulate contact connection. Through the numerical simulations, it is recognized that even if the same mesh geometry is applied, generally, these two finite element approaches are not capable of predicting approximately identical unstable frequencies. The ABAQUS approach can predict instabilities of high frequency up to 20 kHz or more, while the NASTRAN approach can only predict some instabilities of high frequency, not all. Moreover, the simulation results also show that both the contact spring stiffness and mesh size have influences to some extent on the prediction results of squeal. The present comparative work illuminates that the modeling method without contact springs is more suitable to predict squealing vibration and noise, comparing to the modeling method with contact springs. It is proposed that one should prefer using the modeling method without contact springs to predict squealing vibration and noise. The proposed study provides the reference for predicting squealing vibration and noise.     

难加工材料的低频振动攻丝研究

针对航空难加工材料的攻丝难题。在分析振动与普通攻丝切屑形成过程的基础上，应用动力学、弹塑性和冲击理论系统地研究了振动攻丝降低扭矩的机理。试验表明：振动攻丝具有刚性化、抑制表面回弹和冲击等作用，不仅可以大幅度降低攻丝扭矩，而且能够显著提高螺纹的加工质量。     

Modeling and vibration characteristics analysis of a DMF rotor system

To analyze the vibration response of a rotor system with circumferential short spring dual mass flywheel (DMF) when the primary flywheel speed changes, the interactions (forces and torques) between the primary flywheel, spring seat, spring, and secondary flywheel are analyzed in detail, and the dynamic analysis model of the DMF rotor system is established considering the influence of clearance and friction between parts in the DMF in this study. The vibration response of the DMF is investigated by numerical method. By analyzing the bifurcation diagram, time history, phase trajectories, Poincaré section, and frequency domain of the relative angular displacement, the variation of vibration form of the system under different excitation frequencies are discussed. Besides, the effects of load, primary flywheel speed amplitude, and spring stiffness on system vibration are also analyzed. Finally, some of the results from the analytical study are verified through the DMF rotor system experiments.

     

Dynamic analysis on the closing resistors of Gas Insulated Switchgear

GIS (Gas Insulated Switchgear) is used in electric power system to insure non conductivity, breaking capacity and operating reliability. In the present study, dynamic analysis on the closing resistors of the GIS has bees carried out by the commercial dynamic analysis code COSMOS MOTION and 3-D modeling program SOLID WORKS. In order to find the minimum value of chatter vibration of closing resistors, the motion of moving and fixed resistor parts of closing resistors were simulated by varying the spring constant, the damping coefficient and the mass of moving and fixed resistor parts. The simulated results were compared with experimental results. The application of the results could reduce chatter vibration of closing resistors of the GIS. These data are also useful on the development of future model GIS with minimum chatter vibration for the determinations of the spring constant, the damping coefficient and mass of a moving part.     

液压缸非线性弹簧力下的轧机特性及控制

建立了非线性弹簧力约束作用下的轧机辊系振动模型,采用平均法求得轧机辊系的幅频响应方程。仿真分析了不同非线性弹簧力和活塞杆初始位移的幅频特性曲线,以及系统分岔响应随外激励幅值的变化规律。引入吸振器控制装置,比较了吸振器加入前后的时域曲线和幅频曲线,仿真分析了吸振器质量、弹簧力和摩擦力对幅频曲线的影响。研究结果表明：非线性弹簧力和外激励都会改变轧机辊系振动特性的规律,吸振器的控制效果与吸振器质量、弹簧力和摩擦力有关。     

用于管道减振的新型动力吸振器

设计了一种适用于管路系统减振的弹簧片式动力吸振器。该吸振器在结构上采用螺栓与管路进行连接,采用弹簧片-质量块构成弹簧-质量系统对振动进行吸收,具有结构简单、调频和安装方便的优点。对动力吸振器进行了结构设计并进行了参数选择,建立管路有限元模型分析了安装减振器前后系统的谐响应,最后进行了实验验证。实验结果表明,动力吸振器将共振频率下的振动降低了90%以上,与相同质量大小的质量块的减振效果的比较表明,吸振器的减振效果明显优于质量块的减振效果。     

空气弹簧液压悬置动特性及隔振特性研究

研究了具有可变刚度阻尼的发动机空气弹簧液压悬置的动特性和隔振特性。针对影响发动机空气弹簧液压悬置动特性的关键参数上液室等效体积刚度,采用理论和试验方法研究了上液室等效体积刚度的等效值,基于该等效值建立了空气弹簧液压悬置的理论模型,对空气腔开闭两种工况进行了空气弹簧液压悬置动特性的仿真和试验研究。搭建了发动机空气弹簧液压悬置系统试验台架,研究了台架各种激励频率下的空气弹簧液压悬置的隔振特性。结果表明:本研究采用的上液室等效体积刚度进行空气弹簧进行建模是正确、可行的,提高了空气弹簧建模效率和准确性;空气弹簧液压悬置在空气腔开启和关闭两种状态下,峰值动刚度增大幅值达78.5%,峰值阻尼角增大幅值达250%。台架试验表明:当台架激励频率小于25Hz时,悬置采用大刚度大阻尼;当台架激励频率大于等于25 Hz时,悬置采用小刚度小阻尼;悬置隔振率提升明显,不同频率下提升幅值达10%～67%。