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麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧的设计与研究
| 论文题名： | 麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧的设计与研究 |
| 关键词： | 侧载螺旋弹簧;有限元法;刚柔耦合;优化设计 |
| 摘要： | 车辆的操纵性和平顺性是评价车辆性能的重要指标。由于自身结构的原因，传统的麦弗逊悬架的减振器内不可避免地存在着侧向载荷，影响车辆的操纵性和平顺性以及减振器的使用寿命。尽管采用斜置弹簧座等方法可以降低侧向载荷，但随着悬架设计标准的提高，这些方案难以满足更为严格的设计要求。国内外学者提出了很多方案，其中用侧载螺旋弹簧代替普通弹簧最为合理，但该种弹簧的设计方法尚未确立。随着CAD/CAM/CAE技术的不断发展，其在工程中的成功应用日益广泛。以现代CAD/CAM/CAE技术为侧载螺旋弹簧的设计和分析工具，针对某车型的麦弗逊悬架侧载弹簧的静动力特性的优化设计问题，本文研究内容如下： （1）在介绍侧载螺旋弹簧工作原理的基础上，研究了螺旋弹簧的基本参数设计与受力分析，在给定侧载螺旋弹簧水平与垂直刚度要求的前提下，给出了初步确定侧载螺旋弹簧轴心曲线的方法。根据最小二乘法拟合出侧载螺旋弹簧的非等曲率轴心曲线，初步确定出侧载螺旋弹簧的中心线方程为一元二次曲线方程。 （2）采用多体动力学和非线性有限元相结合的方法，利用ANSYS和ADAMS软件建立侧载螺旋弹簧的刚柔耦合分析模型，导入ADAMS中，建立整车系统多体动力学模型，进行动力学分析。仿真结果表明：采用侧载螺旋弹簧，减振器的侧向载荷显著降低，整车行驶平顺性也得到改善。 （3）采用ADAMS仿真获得的侧载螺旋弹簧的刚度参数要求为优化设计基本约束条件，运用ANSYS对侧载螺旋弹簧进行优化设计。优化结果使得侧载螺旋弹簧在空载，半载，满载，压缩全程的垂直和侧向刚度实时满足设计要求，减小甚至消除了减振器上的侧向力。本研究的成果可为侧载螺旋弹簧的设计提供参考。 |
| 作者： | 刘瑶瑶 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 黄文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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