复合材料板簧结构优化设计及力学性能分析

发布时间：2020-12-07 05:26

　　随着现代人们对于汽车安全和节能环保的重视程度的提高,汽车的轻量化成为汽车工业的研究重点。传统的汽车板簧材料,如钢、铝合金等金属材料逐渐被复合材料替代。树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、设计性强、高温性能好、制造工艺简单以及成本较低等优点。经过实践证明将复合材料使用在汽车上可以有效地减轻汽车的重量、减少油耗,从而降低使用成本,减少对环境的污染,对实现可持续性发展具有重要意义。本文对汽车板簧总成展开研究,采用E玻璃纤维树脂基复合材料代替传统的弹簧钢来减轻重量,然后通过对板簧尺寸的优化实现轻量化。首先回顾了悬架系统和复合材料板簧的发展历程。然后介绍了复合材料层合板理论,包含了层合板的主要特点、层合板的刚度以及单层板的强度理论等内容。在层合板理论的基础之上,以板簧的尺寸为设计变量,以复合材料板簧的刚度、强度和质量为子目标,建立了板簧的数学模型。结合实例,使用遗传算法对板簧结构进行优化设计,使复合材料板簧的刚度满足要求的同时,强度最大并实现板簧的轻量化。在得到板簧结构的优化结果后,采用Solid Works软件建立了复合材料板簧的三维模型,然后将模型导入到Abaqus有限元分析软件中对板簧的... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

板簧系统在商用车中的应用近年来，新能源汽车发展迅猛，是汽车行业内的新兴势力

但每一层的矩阵Q 并不是完全相同的，故对于Q 标注了下是层合板中的内力和内力矩的分布示意图，层合板中的内力与由单层板的应力沿层合板厚度做积分的方式得到，如下：11( )( )212( )( )( )212( )kkkkkxx xtnzky ty yzkkxy xyxykxx xtnzky ty yzkkxy xyxyNN dz dzNMM zdz zdzM ,层合板的厚度表示为t，层合板的第k 层板的下表面在 z 方向示。因层合板中的应力分布是非连续性的，故做积分时，只能。

图 2-2 偏轴单向载荷大应变理论中的限制条件其应变应满足的不等式如1 12 212,,t ct cX XY YS 时满足上述的三个条件，应变，相应的tX 为该方向最大值；同样在材料的 2的是该方向上的拉伸线应

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]基于多体理论的汽车悬架系统分析、设计与控制研究[D]. 王其东.合肥工业大学 2002



本文编号：2902712