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变截面回转式钢板弹簧结构优化及铸造工艺设计
| 论文题名： | 变截面回转式钢板弹簧结构优化及铸造工艺设计 |
| 关键词： | 汽车悬架;变截面回转式钢板弹簧;结构设计;铸造工艺 |
| 摘要： | 在载重汽车领域中，钢板弹簧仍是广泛应用的悬架弹性元件。常见的钢板弹簧在汽车行驶过程中，钢板之间形成较大的摩擦阻力，从而导致弹簧的刚度急剧增加，破坏汽车行驶的平顺性。 本文基于等应力梁理论，设计出变截面回转式钢板弹簧，利用单位载荷法和扭转角计算公式得到该弹簧的刚度计算公式，并借助有限元软件进行试验验证。利用ANSYS Workbench软件，对弹簧的具体尺寸进行了辅助设计:提出四种钢板弹簧设计方案，并对其进行静力学分析、动力学分析，设计出满足CA1091轻型货车设计要求的弹簧结构。将设计出的钢板弹簧与市面上运用于该车型前悬架钢板弹簧进行性能比对，本文弹簧重量降低了40％以上，避免了钢板间的摩擦现象，在汽车运行过程中刚度变化较小，保证了汽车行驶的平顺性。 制定出弹簧铸造工艺，借助ProCAST软件对弹簧的充型过程、凝固过程进行了模拟分析。通过两种铸造方案对比试验，确定了钢板弹簧的铸造工艺方案。采用正交试验，研究了浇注温度、型壳温度及浇注时间对钢板弹簧铸造缺陷的影响。确定了当浇注温度为1540℃、型壳温度为700℃和浇注时间为8s时，金属液充型平稳，所得铸件内部缩孔、缩松缺陷较少。最后，利用ProCAST软件的应力模块预测了铸件在浇注过程中应力较大的部位。结果显示:最大应力为243MPa，出现于内浇口处。由于对铸件性能影响较小，该工艺方案能够获取性能优良、缺陷较少的铸件。 |
| 作者： | 易三洲 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 苏勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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