提高少片簧承载能力的设计方法研究

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文集编号: 2015012706301

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文档介绍

少片簧通常用于轻微型车的悬架系统中,是汽车中重要的高负荷安全部件,主要用来传递垂直力,并缓和由不平路面引起的冲击和振动,作为传递力和力矩连接装置,传递性能的好坏直接影响到操纵稳定性、制动安全性、驾驶舒适性和动力加速性等汽车动力学性能。只有配备性能优良的少片簧,才会得到性能优良的汽车。在使用钢板弹簧之前,计算它的刚度和应力是非常重要的。通常可以使用共同曲率法、集中载荷法和有限元法。首先,本文综述了少片钢板弹簧的研究现状;采用结构力学方法,对不同的少片钢板弹簧的设计理念进行介绍,并推导相应力学参数的计算公式;并在哈密顿辛对偶变量体系下,利用精细积分法和正交试验法,分析片数、弧高、截面尺寸对刚度的影响,并选出了优水平、主次因素和最优搭配。其中正交试验中所用的数据由精细积分法算出的;其次利用界带法分析接触对少片簧刚度的影响;基于界带理论,把接触赋予厚度,接触对板簧刚度的影响看成是对于板簧刚度的摄动,是一个小量,由共同曲率法知道,接触和板簧在片端的挠度一样,看成是和板簧的并联,接触产生的刚度是钢板弹簧刚度的摄动小量,板簧系统的柔度估计偏大,计算中引入了一个负的量把估计偏大的部分给减掉后。分析了接触长度对少片簧刚度的影响,接触长度增加时,少片簧的刚度变化不明显。接触厚度不同时,接触对少片簧的影响是随着接触厚度的增大,板簧的刚度降低。不同激励频率下接触对少片簧刚度的影响是,激励频率从10-4Hz增加到2Hz时,接触对少片簧的刚度影响不明显;当从两赫兹增加到十的四次方赫兹时,接触随着激励频率的增加而增加。再次,利用有限元分析软件ABAQUS对少片钢板弹簧进行有限元分析,计算了少片钢板弹簧的刚度、应力特性曲线。用PRO/E,对板簧建模,用HYPEMESH对其进行了前处理,用ABAQUS对变截面少片钢板弹簧刚度应力进行分析。最后,利用正交实验法分析,在7因素2水平情况交互作用和无交互作用条件下,分析不同长度、厚度组合等不同截面尺寸情况下的刚度特性。在正交试验中,利用ABAQUS软件对不同情况进行计算。利用ABAQUS软件计算了21种交互作用后发现无交互作用的不是最优搭配。

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