有限元分析技术在车用少片变截面钢板弹簧研发中的应用
第２６卷第１期 ２０１３年１月 机电产品开发与刍・ｊ新 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｖｏ１．２６．Ｎｏ．１ Ｊａｎ．．２０１ ３
文章编号：１００２—６６７３（２０１３）０１—０９６—０３
有限元分析技术在车用少片变截面钢板弹簧研发中的应用
杨曼云 ，张岩晖 ，张中华 ，业凯 ，孙希平
（１．云南省机械研究设计院云南省机电一体化重点实验室，云南昆明６５００３１；
２．昆明方大春鹰板簧有限公司．云南昆明６５０１０１）
摘 要：在少片变截面ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧总成设计中．引入有限元方法和分析理论为基础的ＣＡＥ分析
及优化设计方法。对板簧性能进行了预测及评估分析。对钢板弹簧的研究提出了精益设计的概念，
极大地提高了设计效率及精度，解决了传统设计中的算不准的问题，构建了先进的少片变截面钢
板弹簧开发模式
关键词：少片变截面钢板弹簧；有限元法；非线性；接触
中图分类号：ＴＧ５４７；ＴＢ１２２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２０１３．０１．０３８
Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ＴＢ４２８１ＬＥ Ｆｒｏｎｔ Ｓｍａｌｌ Ｐｉｅｃｅ Ｔａｐｅｒｅｄ Ｌｅａｆ Ｓｐｒｉｎｇ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＦＥＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＹＡＮＧＭａｎ－Ｙｕｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｙａｈ—ｈｕｉ ，ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇ－Ｈｕａ２，ＹＥＫａｉ ，ＳＵＮＸｉ—Ｐｉ
（１．Ｙｕｎｎａｎ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｙｕｎｕａｎ ６５００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｆａｎｇｄａ—ｃｈｕｎｙｉｎｇ Ｐｌａｔｅ Ｓｐｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｙｕｎｎａｎ ６５０１０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅ ｈａｖｅ ａｐｌｌｉｅｄ ｔｈｅ ＣＡＥ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ＦＥＭ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｙ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ＴＢ４２８１ＬＥ ｆｒｏｎｔ ｓｍａｌｌ ｐｉｅｃｅ ｔａｐｅｒｅｄ ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ．Ｗｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ＣＡＥ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ＴＢ４２８１ＬＥ ｆｒｏｎｔ ｓｍａｌｌ
ｐｉｅｃｅ ｔａｐｅｒｅｄ ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｌｓｏ ｓｐｅｅｄ ｕｐ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ．Ｍｕｃｈ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ
ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｕｓｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｗａｖ．ｗｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ａ ｎｅｗ ｓｍａｌｌ ｐｉｅｃｅ ｔａｐｅｒｅｄ ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｍｏｄｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌ ｐｉｅｃｅ ｔａｐｅｒｅｄ ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ；ＦＥＭ；ｎｏｒｆｌｉｎｅａｒ；ｃｏｎｔａｃｔ
０引言
长期以来，少片变截面钢板弹簧在设计方法上没有
根本的改变，与发达国家相比，我国少片变截面钢板弹
簧在单车消耗量和使用寿命两方面都存在巨大差距。因
此．对少片变截面钢板弹簧进行研究和生产，对降低我
国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。我们应用有限元仿真分析技术对ＴＢ４２８１ＬＥ前钢
板弹簧总成进行了相关动力学分析与研究，建立了力学
意义明确的少片变截面钢板弹簧的模型，在板簧设计阶
段，对板簧总成特性进行了准确的估计，降低了研发成
本．提高开发效率，缩短开发周期。提高了产品的性
能、质量。构建了先进的少片变截面钢板弹簧开发模
修稿日期：２０１２—１１一Ｏ５
作者简介：杨曼云（１９７３一），女，云南昆明人，博士在读，
高级工程师。主要从事ＣＡＤ／ＣＡＥ技术在机械领域的工业
应用工作。 式．完成了少片变截面板簧设计方法的创新。
１钢板弹簧动力学特性有限元分析影响因素
钢板弹簧设计存在几何非线性和接触非线性等多种
非线性因素，因而增加了其精确设计的难度。我们用现
代接触动力学理论结合ＣＡＥ技术解决这类设计问题。
利用结构非线性有限元方法，考虑板簧工作过程中的大
变形、各片之间的接触等多种非线性因素，准确建立钢
板弹簧的有限元模型，分析计算板簧的应力分布和刚
度。应用ＣＡＥ技术完成在设计技术、产品工艺方面关
键问题的攻关。其设计研发流程如图１所示。
实际工作中．钢板弹簧同时存在预应力、大变形、
和各叶片间的接触等多种非线性响应，因此在钢板弹簧
的有限元分析过程中，包含有几何非线性、边界非线性
问题，即为二重耦合的非线性问题。而接触问题是工程
中典型的边界条件非线性问题，其特点是：边界条件不
是在计算的开始就可以全部给出，而是在计算过程中确 ・制造业信息化・
图１少片变截面板簧产品采用的设计研发流程
定的。接触体之间的接触面积和压力分布随外载荷变
化．同时还需要考虑接触面间的摩擦行为等。工程问题
往往含有两个或多个部件间的接触问题，在接触问题
中，接触体的变形和接触边界的摩擦作用使得部分边界
条件随加载过程而变。这种由有边界条件的可变性和不
可逆转产生的非线性问题，称为边界条件非线性问题。
根据变分原理，对于两个相互接触物体所组成的系统，
在和接触边界有关的单元上。由虚功原理可知，当系统
处于平衡状态时，其外力虚功和内力虚功相等。我们依
据此原理来进行接触问题的分析计算，计算一般接触问
题的有限元求解常用方法有拉格朗日乘子法和罚函数法。
２ ＴＢ４２Ｂ１ ＬＥ前钢板弹簧总成动力学特性有
限元分析
少片变截面钢板弹簧是指只有ｌ～４片的变截面钢板
弹簧，变截面钢板弹簧是指沿钢板长度方向心较厚向两
端逐渐变薄，或者片宽和片厚均逐渐变化的钢板弹簧。
钢板弹簧通过中部的Ｕ型螺栓固定在车桥上，两端的卷
耳用销子铰接在车架的支架上。这样，通过钢板弹簧将
车桥与身连接起来，起到缓冲、减振、传力的作用。少
片变截面钢板弹簧主要包括弹簧钢板、中心螺栓、弹簧
夹、骑马螺栓、垫片等组成。中心螺栓用以联接各弹簧
片．并保证装配时各片的相对位置：弹簧夹主要作用是
当板弹簧反向变形（即反跳）时，使各片不至于分开，以
免主片单独承载。另外兼起连接各片作用。此外．还可 以消除弹簧钢板侧向位移。防止各片横向错动。
首先在三维ＣＡＤ软件ｐｒｏｅ５．０野火版内完成
ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧的三维ＣＡＤ模型，进行适当的模
型简化工作后通过分析软件专用接ＩＺｌ传递到ＡＢＡＱＵＳ
内进行ＣＡＥ模型前后处理及解算。ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹
簧计算模型由九个零件所组成，分别为四片弹簧钢板及
五个垫片．ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧计算模型所用的单元
类型为六面体单元，单元数量共：８３４１个，在形状复杂
的区域采用非协调元。ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧材料为
５５ＣｒＭｎＡ弹簧用钢，该批次钢材通过试验得出其屈服强
度：１ １９０～１２００ ＭＰａ，抗拉强度：１２７０～１２９０ ＭＰａ。
ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧动力学特性分析通过模拟疲
劳试验机上的板簧受压循环过程进行。动力学特性模拟
如图３示。利用夹紧机构对钢板弹簧的卷耳进行夹紧支
承。卷耳以销轴支承在装有滚轮的滑车上。然后通过疲
劳试验机偏心轮机构对钢板弹簧进行强制位移加载，使
其达到预定的变形量．再进行卸载．如此往复直至钢板
弹簧产生疲劳破坏。以验证载荷缓慢、连续地对弹簧加 ＊ｔｎ ０
图３ ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧动力学特性模拟图
载、卸载，同时记录载荷和弹簧的变形量。试验基本参
数为：平均变形：７７ｍｍ；振幅：＋４９ ｍｍ：频率：１８６
次／分；上夹板长度：１１６ ＩＴＩＩｎ；下夹板长度：１１６ ｍｍ；Ｕ
型螺栓中心距：１１６ ｎ３ｍ；夹紧扭矩：２８０—３５０Ｎ・ｉｎ：该工
况下压总行程：１２６ｍｍ。
有限元模拟工况为采用以上试验参数的实际条件下
工况：钢板弹簧通过中部的Ｕ型螺栓固定在车桥上，两
端的卷耳边界条件为：一端的卷耳用销子铰接在车架的
图２ ＴＢ４２８１ＬＥ前钢板弹簧总成及ＡＢＡＱＵＳ中三维ＣＡＥ模型 支架上．另一端的卷耳通
过与衬套铰接后衬套再铰
接在车架的支架上。
从有限元模拟结果可
以看到，钢板弹簧总成在
ｔ＝０．Ｉｓ时，即预变形量为下
压２８ｍｍ时，最大应力
３８１．５ ＭＰａ。在ｔ＝Ｏ．２ｓ时，
最大应力７５７．８ＭＰａ。在ｔ＝
０．２３０６ｓ时．最大应力
９０３－３ＭＰａ。在ｔ＝０．２７６６ｓ时．
重卡钢板弹簧U形螺栓有限元分析
重卡钢板弹簧U形螺栓有限元分析
时间：2011-05-16 12:48:14 来源：（三一重工 工程车辆研究院 ）袁根旺，赵季华，石迁, 邓星雄, 陈祥仕,
翟计托
摘要：本文以重卡钢板弹簧U形螺栓为研究对象，对其进行有限元建模和分析，并与试验数据对比，验证了有限元模型的准确性。在此基础上，通过有限元分析，探讨两U形螺栓距离和U形螺栓预紧力的大小变化，对钢板弹簧和U形螺栓内部应力的影响，为钢板弹簧和U形螺栓的设计提供了依据。
Abstract： This paper sets up the analysis model of leaf spring and U-bolts on heavy truck. The
analysis result was compared with the test result. Therefore the validity of the FEM model was
proved. With the help of finite element method the relationship between the install distance of
U-bolts and the stresses in leaf spring and in bolts was investigated. Furthermore the influence of
assembly preload of U-bolts on the change of stresses in leaf springs and in U-bolts was analyzed
as well. The results can provide reasonable reference for design of leaf springs and U-bolts.
前言
钢板弹簧把车架和车桥弹性连接起来，除承受和传递各向作用力外，还起缓冲作用。U形螺栓则将钢板弹簧刚性固定在车架上，承受并传递各向作用力和载荷。钢板弹簧在悬架中起导向作用。由于重卡很多时间行驶在工地上。路面凹凸不平，使车架和车桥发生相对位移的倾向加大，由此产生的作用力和冲击载荷也较大。这些力作用在钢板弹簧上，是一个交变负荷。既有垂直载荷，又有横向载荷，并被传给U形螺栓承受。随着冲击次数的增加，势必会使固定钢板弹簧的U形螺栓产生疲劳断裂[1]。若出现超过U形螺栓承受能力(强度极限)的冲击载荷，U形螺栓会被瞬间剪断。若增大螺栓材料的强度极限，则它抵抗破坏的能力增加。因此，换用高强钢的U形螺栓对预防断裂有一定的作用，但毕竟加强型U形螺栓材料强度的空间有限。因此有必要通过改变布置形式来寻找降低U形螺栓在承载时的最大应力的方法。
钢板弹簧悬架有限元分析
第29卷 第6期
2007年6月武 汉 理 工 大 学 学 报
JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.29 No.6 Jun.2007
TL3400矿用自卸车平衡悬架有限元分析
樊卫平
(西安科技大学机械工程学院,西安710054)
摘 要: 针对TL3400矿用自卸车平衡悬架在使用中存在的问题,利用有限元软件Ansys/LS2dyna建立了悬架有限元
模型;在不同载荷和不同板簧宽度条件下,对平衡悬架进行了有限元分析。在建立实验模型之后,进行实验比较。结果
表明,适当增加钢板弹簧宽度,可以有效降低结构位移量,为消除故障提供依据。
关键词: 矿用自卸车; 平衡悬架; 有限元法; 应变
中图分类号: U463.3文献标志码: A文章编号:167124431(2007)0620137203
FiniteElementAnalysisoftheBalanceSuspensionfor
TL3400MineralSelf2dumpingTruck
FANWei2ping
(SchoolofMechanicalEngineering,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China)
Abstract: AfiniteelementmodelofthebalancesuspensionofTL3400mineraltruckwasestablishedbyusingANSYS/LS2
DYNAsoftware.Accordingtheproposedmodel,finiteelementanalyseswerecarriedoutunderdifferentloadsanddifferent
springwidths.Theexperimentresultsshowedthatdisplacementofthestructurecouldbereducedbyproperlyenhancingspring
基于ANSYS的钢板弹簧有限元分析
计算机技术应用 《机电技术》2010年第4期
7基于ANSYS的钢板弹簧有限元分析
徐建全 林佳峰 陈铭年
(福建农林大学机电工程学院，福建 福州 350002)
摘 要：采用APDL参数化有限元分析技术，对某轻型越野汽车的后悬架钢板弹簧进行参数化建模。应用ANSYS
软件的非线性模块，考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素，建立了钢板弹簧的有
限元模型，得到了钢板弹簧在不同载荷作用下的变形和应力分布。
关键词：钢板弹簧；有限元分析；ANSYS；接触单元
中图分类号：U463.33+4.1 文献标识码：A 文章编号：1672－4801(2010)04－007－03
钢板弹簧具有结构简单，制造、维修方便，
除了作为弹性元件外，还可兼起导向和传递侧向、
纵向力和力矩的作用，其片间的接触、摩擦在弹
簧振动时还将起到阻尼的作用，是重要的高负荷
安全部件，所以目前仍被广泛采用。
钢板弹簧的几何形状十分简单，但在工作过程
中存在大变形(几何非线性)、各叶片间的接触(状态
非线性)等多种非线性因素。传统用于刚度计算及
应力分析的方法主要有两种:共同曲率法和集中载
荷法。前者假设板簧受载后各簧片在同一截面上都
具有相同的曲率，后者假设板簧各片仅在端部相互
接触。但这两种假设都与实际不完全相符,因此计
算结果和实际相差较大[2,3]。本文应用ANSYS有
限元软件对钢板弹簧进行有限元分析，应用点-面
接触单元划分板簧片之间可能的接触面，对板簧两
端的卷耳、中心螺栓和U型螺栓的约束做了合理
的模拟，尽可能的按照实际受载情况对钢板弹簧加
载，计算的结果与实际的更加接近。
1 钢板弹簧的有限元建模
1.1 钢板弹簧有限元几何模型的建立
本文所分析的某轻型越野汽车的后钢板弹簧
由7片板簧组成，具体尺寸如表1所示。
表1 钢板弹簧的尺寸
片数 厚度 /mm 宽度 /mm 长度
/mm
第一片
第二片
第三片
第四片
第五片
第六片
小型货车钢板弹簧结构有限元仿真设计毕业论
h
h
摘 要
钢板弹簧具有结构简单、工作可靠、价格低廉等优点，在汽车中被广泛地使用。它在工作过程中存在大变形、叶片间的接触等多种非线性因素，故多年来一直没有形成一个比较切合实际的完善的设计与分析方法。集中载荷法、共同曲率法等传统设计方法以线弹性理论为依据，把问题抽象为简单的数学、力学模型，并应用材料力学公式进行粗略计算，一般计算结果与实际情况差别较大。随着汽车向轻量化和高速化发展，对悬架的要求越来越高。显然，传统设计方法已经不能适应现代汽车发展对悬架的要求。
近年来，随着有限元技术、CAE技术的不断发展以及在工程中的成功应用，以计算机为工具、有限元分析为基础的CAE法正逐渐成为汽车设计的主流。应用CAE法进行钢板弹簧设计可以同时考虑到结构的大变形、摩擦、簧片间的接触以及组装时的预应力和工作应力的结合，从而实现对钢板弹簧的精确设计。
本文根据汽车设计的要求对悬架中的钢板弹簧进行了设计和计算，并使用UG进行建模，然后应用ABAQUS有限元分析软件进行了受力分析和仿真设计和计算。
关键词：钢板弹簧 ABAQUS 有限元
h
h
Jubilee wagon spring structure finite element simulation
design
ABSTRACT
The spring has the structure simply, the work reliable, the price
inexpensive and so on the merits, widely is used in the automobile.
It has contact between the big distortion, leaf blade's in the work
process and so on many kinds of non-linear factors, therefore for
某皮卡车少片变截面钢板弹簧后悬架设计
目 录
1方案论证 ..................................................................................................................................... 0
悬架结构形式分析 .................................................................................................................. 2
非独立悬架和独立悬架 ..................................................................................................... 2
前悬架方案的选择 .............................................................................................................. 3
比较选型 ................................................................................................................................ 3
少片变截面钢板板簧结构分析 ........................................................................................... 4
抛物线形叶片弹簧 .............................................................................................................. 4
汽车钢板弹簧设计的非线性振动有限元分析
汽车钢板弹簧设计的非线性振动有限元分析
马 坚
(华中科技大学机械学院,湖北武汉 430000)
摘 要:通过有限元建模,利用ANSYS软件对钢板弹簧进行非线性接触CAE分析;通过分析,提出
了结构改进方案,消除了钢板弹簧的非线性振动,并提高了其使用寿命。
关键词:钢板弹簧;非线性振动;有限元;CAE
Abstract:ThroughthefiniteelementCAEmethod,theauthormadeuseoftheANSYSsoftwareforanalyzingthe
nonlinearvibrationcharacteristicsofleafspringandthenputforwardanimprovingscheme.Theschemedescended
thenonlinearvibrationandextendedthelifetime.
Keywords:Leafspring;Nonlinearvibration;Finiteelement;CAE
中图分类号:U463.33+411 文献标识码:A 文章编号:100623331(2004)0320008202
钢板弹簧悬架传递着作用在车轮与车体之间的
一切力和力矩,并能缓和由不平路面传给车身的冲
击载荷,保证车辆正常行驶。现在很多车型都选用了
变刚度钢板弹簧,该种钢板弹簧的优点是在客车空
载与满载状态之间呈非线性状态,使悬架在客车空
载、满载状态下接近等频性,从而可以提高客车的平
顺性。但某型客车在营运过程中时常出现后钢板弹
簧断裂的故障,影响行驶安全。对此我们运用有限元
计算方法,做出一些分析,并提出结构上的一些改进
措施。
1 故障件分析
将发生断裂的钢板弹簧进行归类统计并对断裂
件送东风公司技术中心进行金相、硬度、化学成分试
验分析,通过分析和统计得出以下结果:
(1)所有断裂件多是板簧第二片距中心孔100
～150mm左右部位断裂。
(2)所有断裂件左簧断裂居多。
汽车复合材料板弹簧的有限元分析及性能测试
汽车复合材料板弹簧的有限元分析及性能测试
汽车复合材料板弹簧是现代汽车悬挂系统中的一种新型材料弹簧，它由多层玻璃纤维增强环氧树脂层和铝合金层组成。该材料弹簧具有体积小、重量轻、抗疲劳性能好、寿命长等优点，为汽车行业带来了重大突破。本文将从有限元分析和性能测试两个方面对汽车复合材料板弹簧进行探讨。
一、有限元分析
有限元分析是一种重要的工程计算方法，可以对汽车复合材料板弹簧的力学性能进行数值模拟，以预测材料弹性变形、疲劳寿命、最大承载能力等重要指标。通过有限元分析模拟，可以更好地理解和优化汽车复合材料板弹簧的设计和制造。
在有限元分析过程中，需要首先建立汽车复合材料板弹簧的三维模型，并对其进行网格化处理。接着需要根据弹簧的实际工作环境、外载荷和边界条件等因素，建立合适的力学模型。然后利用有限元软件进行模拟计算，得到板弹簧的应力、应变、位移等物理量分布规律。最后根据模拟结果进行分析和评估。
在具体的有限元分析中，需要考虑材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数等参数。还需要考虑板弹簧的几何结构、截面形状、厚度和叠层方式等因素。这些因素都会对板弹簧的强度、刚度和疲劳寿命等性能产生重要影响。因此，有限元分析的结果可以为汽车复合材料板弹簧的设计和制造提供重要参考依据。
二、性能测试
为了验证有限元分析的结果，需要进行汽车复合材料板弹簧的性能测试。性能测试可以直接测量弹簧的实际物理量，如位移、应力、应变等，从而检验有限元分析的准确性和信度。
常见的汽车复合材料板弹簧性能测试方法包括三点弯曲试验、循环荷载试验、疲劳寿命试验等。其中，三点弯曲试验是最基本的试验，可测量板弹簧的弹性模量、屈服强度、极限承载力等力学指标；循环荷载试验可以模拟板弹簧的实际工作环境，测量其疲劳寿命和断裂机理；疲劳寿命试验则可以评价板弹簧在长期疲劳作用下的耐久性和可靠性。
在性能测试中，需要特别注意汽车复合材料板弹簧的热膨胀系数对测试结果的影响。因为板弹簧由不同的材料复合而成，各层材料的热膨胀系数不一致，容易引起板弹簧在变温作用下的应力和变形。
搅拌车前悬架钢板弹簧的计算分析及试验研究(终稿)学位论文
摘要
随着我国基础设施建设的快速发展，混凝土搅拌运输车作为一种运输混凝土的专用车被广泛应用。其施工过程一般由满载运料和空载返回两种状态组成，在整个过程中满载和空载的时间各占50%。目前混凝土搅拌运输车的前悬架设计指标一般只考虑满载舒适安全的要求，而不考虑空载状态，导致空载时有明显的共振现象，严重影响搅拌车的舒适性。
在悬架装置中，钢板弹簧起传递车轮与车架之间的力和力矩,缓和路面不平引起振动和冲击的作用，是车辆设计优劣的关键之一，因此优化其结构和性能参数对车辆安全性和舒适性具有重要意义。在各类钢板弹簧中，变刚度少片簧因结构简单，成本低，质量轻，适应性好等优点，已成为悬架装置研究的重点，是未来高性能搅拌车前悬架装置的发展趋势。
本文通过前期大量的调查和研究，拟设计一种搅拌车专用前悬架变刚度少片簧，使其既能保证搅拌车满载时的行驶安全，又能大大提高空载时的乘坐舒适性能。首先，对比分析各类钢板弹簧的特性，选择变刚度钢板簧作为研究目标；其次，根据多种理论方法，建立钢板弹簧的数学模型，并进行应力和模态分析，得到一种满足要求的变刚度少片簧；最后通过台架试验和道路试验，验证仿真分析结论。本研究既解决了搅拌车使用中遇到的现实问题，同时也促进了专用车设计水平的发展，在理论应用方面有积极意义。
关键词： 混凝土搅拌运输车 钢板弹簧 仿真 应用
Abstract
目录
摘要 1
Abstract 2
目录 3
第一章 绪论 5
1.1 研究目的和意义 5
1.2．载货汽车用钢板弹簧的概况 5
1.3、钢板弹簧的特性 6
1.3.1多片钢板弹簧的特性 6
1.3.2少片变截面钢板弹簧的特性 8
1.4、钢板弹簧的功能结构 8
1.5、钢板弹簧应用中存在的舒适性问题 10
1.6本课题研究内容和意义 11
第二章 钢板弹簧的计算模型分析 13
2.1 钢板弹簧的力学模型概况 13 2.2 钢板弹簧计算的材料力学基础 13
基于离散 Beam 梁法的变截面钢板弹簧建模及仿真
基于离散 Beam 梁法的变截面钢板弹簧建模及仿真
龚海清;杨啟梁;陈彦龙;袁爽;罗仁宏
【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘 要】Using the discrete Beam method ,the dynamics model of taper
leaf spring was built under the multi‐body dynamics software
ADAMS .Based on the rear suspension taper leaf spring of a light bus , its
stiffness was calculated by the simulation and compared with the
measured data .The results show that modeling method of leaf spring
based on ADAMS is effective for the preliminary design of leaf spring .%采用离散Beam梁法在多体动力学软件ADAMS中建立变截面钢板弹簧的动力学模型。以某轻型客车的后悬架变截面钢板弹簧为例，仿真计算其刚度，并与试验测试结果进行对比。结果表明，该方法用于变截面钢板弹簧的建模具有有效性。
【总页数】4页(P294-296,306)
【作 者】龚海清;杨啟梁;陈彦龙;袁爽;罗仁宏
【作者单位】武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉，430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉，430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉，430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉，430081;武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉，430081
【正文语种】中 文 【中图分类】U461.4
汽车钢板弹簧多片簧的优化分析
汽车钢板弹簧多片簧的优化分析
李海建;廖抒华
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘 要】概述了汽车用钢板弹簧的结构和工作原理,在分析钢板弹簧受力及形变特性的基础上,构建了基于UG和ABAQUS的钢板弹簧有限元模型,对钢板弹簧进行极限载荷下的刚度与强度分析.仿真结果表明:所采用的少片簧较好地满足了刚度与强度的要求.经实际车辆道路测试,汽车钢板弹簧采用少片簧完全能够满足汽车的行驶需要,从而验证了少片簧对汽车底盘轻量化的有效性.少片簧减轻了重量,节约了成本,为以后钢板弹簧的轻量化设计提供了依据.
【总页数】4页(P14-16,22)
【作 者】李海建;廖抒华
【作者单位】柳州孔辉汽车科技有限公司,广西,柳州,545006;广西工学院汽车工程系,广西,柳州,545006
【正文语种】中 文
【中图分类】U463.33+4.1
【相关文献】
1.考虑片间摩擦的汽车多片钢板弹簧静动态特性分析 [J], 雷昌浩;向宇
2.少片变截面汽车钢板弹簧灵敏度分析 [J], 何彬
3.汽车钢板弹簧主片结构的组合优化设计方法研究 [J], 何彬 4.钢板弹簧两片簧与三片簧强度刚度对比分析 [J], 倪晋挺
5.汽车多片钢板弹簧刚度分析的一种新模型及计算方法 [J], 雷昌浩;向宇;吴文军;袁丽芸;陆静
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买