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微型客车的钢板弹簧结构优化及设计软件开发
| 论文题名： | 微型客车的钢板弹簧结构优化及设计软件开发 |
| 关键词： | 微型客车;悬架;钢板弹簧;结构优化;软件开发 |
| 摘要： | 钢板弹簧悬架是众多货车、客车以及微型客车悬架类型中比较常用的零部件系统，在工程应用中，悬架性能对提高汽车行驶的操稳性能、平顺性和安全性都起着关键的作用，而钢板弹簧的结构参数尺寸就成为取得这些性能的主要参数。因此，合理地确定钢板弹簧的性能、结构参数是整车设计水平的关键因素之一。 本文通过介绍微型客车常用的钢板弹簧类型，总结出现阶段微型客车上所采用的类型，并对少片变截面钢板弹簧以及渐变式的钢板弹簧进行了结构分析，从而利用数值积分方法推导出这两种钢板弹簧结构形式的截面形状系数。 分别对渐变式钢板弹簧和少片变截面钢板弹簧进行了片间作用的受力分析:根据假定的主副簧在其接触点处具有共同的坐标和共同的曲率这一原理，将多片的等截面簧进行等效，从而得出渐变刚度钢板弹簧的结构参数;针对少片变截面板簧，则根据弯曲变形理论中的“变形一致”原理求出板簧在受载荷后的挠度以及应力。 文中建立了微型客车开发过程中比较常用的少片变截面钢板弹簧优化的数学模型，并以弹簧结构轻量化为设计目标，利用内点罚函数优化方法，求解出最优化的目标值。编写内点罚函数法的MATLAB优化程序，对钢板弹簧进行优化设计计算，并将分析结果和ABAQUS分析结果进行比较，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。 文章最后考虑到了钢板弹簧设计过程及计算的特点和设计者的设计计算习惯，以MATLAB软件作为平台开发了钢板弹簧设计软件LSD(Leaf Spring Designer)，软件版本号为v1.0。该软件操作简单，用户界面友好，数据输入快捷方便，数据存取容易，计算结果可直接在屏幕上显示，也可以直接将优化设计结果输出打印为Word报告等。 综上所述，本文所具备的特点及创新点如下:所开发的钢板弹簧设计软件将设计步骤标准化，使钢板弹簧的设计开发更加快捷、高效，直接缩短旧板簧改进和新板簧开发周期，特别是在满足整车性能设计要求等方面的需求提供了指导依据。而且软件操作简单，对于新上岗的员工完全能够胜任。 |
| 作者： | 韦建平 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张维刚;赵亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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