原文传递
少片变截面钢板弹簧计算机模型的建立及其性能研究
| 论文题名： | 少片变截面钢板弹簧计算机模型的建立及其性能研究 |
| 关键词： | 汽车悬架装置;截面钢板弹簧;有限元分析;参数化建模;阻尼特性;疲劳寿命 |
| 摘要： | 钢板弹簧是一种常用的弹性元件，应用于非独立悬挂的汽车悬架装置中。它传递作用在车轮与车身之间的一切力和力矩，并缓和由不平路面传给车身的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的振动，保证车辆正常行驶。钢板弹簧还可在悬架中兼做导向机构，从而简化悬架结构，也使得保养维修方便，制造成本降低。为了充分利用材料，钢板弹簧做成接近于等强度梁的形式，现在常见的少片钢板弹簧就是这一类型。为了更好地对少片变截面钢板弹簧进行设计，本文对其进行了计算机模型的建立以及性能的模拟分析研究。 根据少片变截面钢板弹簧的设计图纸，建立参数化三维模型。就是说，编写Unigraphics 的二次开发程序，根据每一片变截面钢板弹簧在自由状态下的三维尺寸、曲率半径和自由弧高，建立每一片钢板弹簧的实体模型。参数化建模简化了模型建立过程中的繁琐程序，为以后的仿真研究提供了方便。 通过映射单元划分法，利用少片变截面钢板弹簧的实体模型，建立钢板弹簧的有限元模型。在钢板的接触面间添加接触单元，合理地设置各种接触参数，模拟板间摩擦。为了验证模型的正确性，本文采取了两种方法，即装配应力验算和弹簧刚度验算。由于板簧在运作的过程中存在装配应力，在有限元分析中，将每一片自由的簧片进行装配，成为少片变截面钢板弹簧总成，并计算出钢板弹簧的装配应力，并与装配应力的理论值进行比较。然后进行弹性特性试验仿真，得出弹簧刚度的仿真值，再与刚度的试验值比较。利用材料力学公式推导出少片变截面钢板弹簧刚度的理论计算公式，并比较理论值和仿真值的差异。 利用类似材料的S-N 曲线，进行疲劳寿命仿真分析，确定出板簧的疲劳危险区域，危险区域的疲劳寿命，并把仿真结果与疲劳寿命试验结果进行对比，确定仿真的正确性。对钢板弹簧的设计参数进行调整，讨论在不同板厚的情况下板簧疲劳寿命。 进行阻尼特性的仿真分析，考虑到试验验证的可行性，进行了总成静态压缩，记录下每一簧片的变形情况。再分别对每一簧片进行静态压缩模拟，再根据两种情况的差异求出钢板弹簧的等效阻尼，并讨论在不同的摩擦系数对等效阻尼的影响，为钢板弹簧悬架里减震器的设计提供了一个有力的参考依据。 |
| 作者： | 苏嘉理 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 唐应时 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
