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跨界车后悬架变刚度螺旋弹簧的研究及应用
| 论文题名： | 跨界车后悬架变刚度螺旋弹簧的研究及应用 |
| 关键词： | 汽车悬架系统;螺旋弹簧;刚度特性;有限元仿真 |
| 摘要： | 螺旋弹簧作为汽车悬架系统中重要的弹性元件，在汽车行驶过程中起着缓冲、减振的作用，其减振性能的好坏影响到汽车的行驶平顺性。随着人们对汽车行驶平顺性要求的提高，改善螺旋弹簧减振效果、减小汽车行驶中的振动已经成为改进汽车性能的一个重要方向。某型号跨界车当前采用的恒刚度螺旋弹簧已不能满足该车对平顺性的要求，为改善整车的行驶平顺性拟采用变刚度螺旋弹簧对后悬架进行改进。因此开展对该车型变刚度螺旋弹簧的研究是非常必要的。 本文对该车型变刚度螺旋弹簧的研究主要进行了如下工作：首先，以原恒刚度螺旋弹簧为研究对象，从悬架系统线性振动频域分析入手，得出研究变刚度螺旋弹簧的重要性。其次，对桶鼓型变刚度螺旋弹簧进行测量，得到其基本结构参数，推导结构参数之间的对应关系；并采用离散化理论方法将螺旋弹簧进行分段离散，理论计算了变刚度螺旋弹簧的刚度特性，研究了该螺旋弹簧各结构参数对刚度特性的影响。再者，利用MATLAB与Pro/E软件联合建立变刚度螺旋弹簧三维模型，采用Workbench软件对变刚度螺旋弹簧进行有限元仿真分析，研究了变刚度螺旋弹簧的刚度特性、强度特性、固有频率和疲劳寿命；通过螺旋弹簧压缩试验验证理论计算、有限元分析刚度特性的正确性，并用MATLAB软件对得到的螺簧刚度特性线进行多项式拟合，得到刚度特性线的数学模型。然后，根据跨界车后悬架实际结构，利用MATLAB/Simulink软件分别建立变刚度螺旋弹簧悬架系统的非线性振动仿真模型和恒刚度螺旋弹簧悬架系统的线性振动仿真模型，分别以随机路面和单脉冲路面为激励进行平顺性仿真分析，得出不同工况下的车身振动响应，讨论了两种螺旋弹簧悬架系统的平顺性情况，并通过道路试验主观评价法验证了仿真结果的可靠性。最后，理论分析了变刚度螺旋弹簧的防共振机理及其对悬架设计空间的影响。结果表明，变刚度螺旋弹簧可以在不增加悬架设计空间的情况下有效改善汽车行驶平顺性。 本文研究内容对该车应用变刚度螺旋弹簧进行减振降噪、提高汽车平顺性提供了一定的技术支持。 |
| 作者： | 刘川 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 韩少军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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