钢板弹簧优化设计及CAE研究

发布时间：2020-06-30 11:39

【摘要】：汽车钢板弹簧作为一种重要的汽车悬架系统，在汽车的生产应用中有着重要的地位。在我国由于国情决定了汽车生产成本不能太高且路况较差，所以钢板弹簧就显得更加重要。传统钢板弹簧多为多片钢板弹簧，由于其结构设计不合理，造成了各种应用上的缺点，如：浪费材料、增加了整车重量、提高了燃料消耗。少片钢板弹簧相对于多片弹簧由于有着多种优点，所以已经成为钢板弹簧的发展趋势之一，正在逐渐被广泛使用，而且随着少片钢板弹簧生产工艺的发展，它的使用范围正在不断扩大。但长期以来，少片钢板弹簧在设计方法上没有根本的改变，与发达国家相比，少片钢板弹簧在单车消耗量和使用寿命两方面都存在巨大差距。因此，对少片钢板弹簧的设计进行研究，对降低我国少片钢板弹簧的单车消耗量和提高使用寿命方面有重大的意义。 针对我国少片汽车钢板弹簧设计、生产的现状，结合当今的先进研究设计手段，本文就少片钢板弹簧的优化设计以及少片钢板弹簧的CAD／CAE研究等方面做了些研究工作。 首先本文中提出了一种新的少片钢板弹簧的设计计算方法，该方法改变了过去设计时只考虑某一种因素，而是综合考虑了多种因素，并且实现了电算化。可以大大提高设计选型的效率。 其次，对钢板弹簧进行了三维CAD设计，使之更加直观。讨论了钢板弹簧有利于CAE研究的三维有限元前处理模型，从而便于对钢板弹簧进行有限元设计。 第三，钢板弹簧的CAE研究，也是本文中的重点。本文的CAE研究中，主要着重于少片钢板弹簧的装配预应力、预压负荷及刚度应力等方面的研究。上述研究是材料非线性、大变形、塑性、接触分析等难点组成的有限元问题。长期以来，人们无法得知钢板弹簧的装配后的应力分配，只能通过实验来检验，并且不知道如何选取预压负荷，只能通过经验来进行弹簧的预压下，结果造成了预压后总成弧高与要求的弧高不一致，从而导致多次返工，耗时耗力。本文中，率先使用了CAD／CAE方法，借助计算机和通用有限元软件ANSYS对上述问题进行了研究。结果证明，CAD／CAE方法可以有效地解决上述问题。需要指出的是，事实上这些研究方法不但适用于少片簧而且同样适用于各种钢板弹簧。 事实证明，本文所进行的研究，可以提高设计的准确性和合理性， 昆明理工大学硕士研究生毕业论文 摘要 减少了各种人力、物力消耗，大大提高了生产效率，可对生产进行正确 指导。本文中提出的方法有一定的普遍性，可以对各种钢板弹簧的研究 提供一定的借鉴作用。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH135
【图文】：

少片变截面弹黄第一片

少片变截，面弹簧第二片

【引证文献】

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本文编号：2735260