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汽车钢板弹簧的振动特性分析与优化
| 论文题名： | 汽车钢板弹簧的振动特性分析与优化 |
| 关键词： | 汽车钢板弹簧;振动特性;使用寿命;力学性能;优化设计 |
| 摘要： | 钢板弹簧是汽车上的一个高负荷安全部件，虽然其结构简单，但计算方法比较复杂。合理确定板簧的结构参数和性能是提高整车设计水平的一个关键因素，同时对提高板簧的使用寿命、汽车行驶平顺性和汽车安全性都具有重要意义。钢板弹簧工作过程中存在大变形、接触以及摩擦等非线性因素，增加了其精确设计的难度。CAE技术的不断发展和在工程中的成功应用，为钢板弹簧的设计和分析提供了有力工具。针对某卡车悬架钢板弹簧的振动特性、力学性能以及优化设计问题，本文研究的主要内容归纳如下： (1)考虑钢板弹簧在实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等非线性因素，利用结构非线性有限元方法建立了钢板弹簧的计算模型。提出了一种分析相邻叶片接触对的接触压力和应力分布分析方法。分析了不同摩擦系数和载荷情况下的变形、等效应力以及接触摩擦力对板簧力学性能的影响。研究了不同簧片接触对之间接触压力关系、摩擦应力关系和接触总应力关系。 (2)结合机械振动理论，提出了板簧受混合正弦激励的分析方法。分析了板簧在单独正弦激励和混合正弦激励下的振动响应和频谱特性。研究了单独正弦激励下，摩擦系数、激励振幅和激励频率对板簧迟滞特性和阻尼特性的影响。分析了正弦激励下相邻接触对之间接触压力的相关性。 (3)采用多体系统动力学和非线性有限元相结合的方法，利用ADAMS和ANSYS软件建立了钢板弹簧的多柔体模型。考虑板簧片间的接触和摩擦，对板簧的振动特性进行仿真分析。 (4)应用ANSYS中的APDL设计语言对多片等截面钢板弹簧进行优化设计，优化后板簧的质量减轻约13.3％。 |
| 作者： | 樊翠连 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李舜酩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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