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汽车平衡悬架少片变截面钢板弹簧CAE分析与研究
| 论文题名： | 汽车平衡悬架少片变截面钢板弹簧CAE分析与研究 |
| 关键词： | 载重汽车;平衡悬架;变截面钢板弹簧;优化设计;疲劳寿命;有限元仿真 |
| 摘要： | 钢板弹簧是重型载重汽车平衡悬架系统中重要的弹性元件，关乎重型载重汽车的平顺性和节能性。少片变截面钢板弹簧相比于传统多片等截面钢板弹簧质量更轻、平顺性更好，逐渐得到越来越多的重型车辆使用。少片变截面钢板弹簧精益设计和疲劳寿命预测，是体现悬架性能和安全的两个重要方面，CAE技术的发展为解决这些问题提供了有力的工具。 本文通过对某平衡悬架少片变截面钢板弹簧的CAE分析研究，提供了从优化设计、精确建模到有限元分析以及一体化疲劳寿命仿真的整套流程，较好的完成了精益设计和数字化寿命预测，为平衡悬架少片变截面钢板弹簧的设计和性能研究提供一定的借鉴。具体所做工作如下： 研究了两种结构形式的少片变截面钢板弹簧，并利用MATLAB软件对本次所设计板簧进行了参数优化。对于少片变截面钢板弹簧三维模型的建立，提出了更加简捷精确的Pro/E骨架折弯建模方法，并进行了分析验证。 根据现代接触动力学相关理论，考虑大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素，在ANSYS Workbench15.0中建立了少片变截面钢板弹簧的有限元模型，完成了板簧强度和刚度校核，探究了过渡段圆弧半径大小对板簧特性的影响，并对不同摩擦系数下的板簧应力分布、变形量、刚度和偏频进行了分析研究。 研究了疲劳寿命分析的基本理论，确定了少片变截面钢板弹簧疲劳寿命分析方法。在综合考虑粗糙度、热处理和喷丸处理对板簧疲劳寿命影响的基础上，联合ANSYS Workbench与Designlife按照实际实验条件，对板簧进行了精确的一体化疲劳寿命仿真。 按照相关标准，对本次设计的少片变截面钢板弹簧进行了台架刚度实验和疲劳实验，验证了有限元分析与疲劳寿命仿真方法的正确性。 |
| 作者： | 张志强 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 银金光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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