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某重卡用膜式空气弹簧刚度特性有限元仿真及实验研究
| 论文题名： | 某重卡用膜式空气弹簧刚度特性有限元仿真及实验研究 |
| 关键词： | 膜式空气弹簧;有限元;刚度特性;图解法;活塞形状;车辆性能;悬架系统 |
| 摘要： | 随着高速公路的快速发展和车辆性能的不断完善，人们对车辆提出轻量化、高速化和舒适化的要求。空气弹簧悬架具有质量轻、变刚度特性、低自振频率、高度可控和减震性能好等优点，应用于车辆可很大程度地改善其行驶平顺性和乘坐舒适性。空气弹簧是空气悬架中的核心部件，其刚度特性是悬架系统与整车性能匹配的关键参数。 本文以某重卡后悬用膜式空气弹簧为研究对象，分别采用基于假设的图解法、试验方法和有限元方法得到弹簧的刚度特性，并对其刚度特性影响因素进行分析和仿真研究。主要内容包括： (1)介绍空气弹簧的工作原理、结构和类型及空气弹簧的特点，基于工程热力学理论，推导出空气弹簧的垂向刚度计算公式，并对弹簧刚度的影响因素进行详细分析。 (2)基于橡胶气囊的经线长度和外径保持不变的假设，根据空气弹簧的结构形状参数建立其简化模型，通过模型的几何关系得到空气弹簧的有效面积及其变化率、有效体积及其变化率的数学表达式，将其代入弹簧刚度的计算公式得到弹簧刚度的解析解，并对计算结果进行分析。 (3)根据国标GB/T130361-911中弹簧特性试验方法，对目标空气弹簧进行静态刚度特性测试，并对试验结果进行分析，同时将空气弹簧的解析解与实验结果进行对比。 (4)分析空气弹簧有限元仿真中的关键技术，涉及材料非线性、几何非线性和接触非线性等多重非线性问题，给出ABAQUS有限元分析软件对这些问题的求解理论和方法，并基于此建立空气弹簧的有限元模型。 (5)通过空气弹簧有限元模型仿真分析其垂向刚度特性，将仿真计算结果与实验进行对比，验证有限元模型的正确性。基于经过验证的模型，分析不同初始充气压力、帘线参数和活塞底座形状等对空气弹簧刚度特性的影响，为空气弹簧的设计和选用提供一定的理论依据。 |
| 作者： | 甘亮亮 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 胡德安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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