重型牵引车复合材料板簧的开发与验证

基于集瑞某款轻量化牵引车的复合材料板簧(FRP)开发工作,分别从结构设计、性能计算、CAE分析、零部件试验和整车搭载试验等方面介绍了该车复合材料板簧的开发和验证过程。试验数据表明:同等刚度条件下,复合材料板簧的质量比传统钢板弹簧减轻60%以上,疲劳寿命提高2倍以上,达到了新产品开发的预期目标。     

GFRP复合材料板簧的试验分析

本文阐述GFRP复合材料板簧的性能以及试验;试验表明,复合材料板簧疲劳寿命高于传统钢板弹簧;分析其疲劳破坏特征与钢板弹簧的不同点。     

轻型客车主副簧式复合材料板簧模态分析

为了考察并高效率地控制某轻型客车主副簧式复合材料板簧的模态特性,文章以成熟的单片复合材料板簧有限元建模方法为参考,采用ABAQUS软件建立了某轻型客车主副簧式复合材料板簧的有限元模型,并对该主副簧式复合材料板簧的刚度特性及模态特性进行了仿真分析。由于单片复合材料板簧的刚度及模态仿真结果均与相应试验结果吻合,因此采用相同材料参数及建模方法建立的主副簧式复合材料板簧有限元模型的仿真结果可信。根据仿真结果,研究了主副簧式复合材料板簧的铺层角度、复合材料密度、增强纤维弹性模量等关键设计变量对其一阶模态频率的影响规律,并进行了灵敏度分析,提出了相应的匹配设计思路,这对完善复合材料板簧的设计理论、促进其推广应用具有重要意义。     

复合材料板簧连接结构的匹配设计方法

为实现某轻型客车复合材料板簧连接结构的匹配设计,通过多体动力学仿真获取了复合材料板簧连接结构各方向上的极限载荷,提出了复合材料板簧连接结构的参数匹配设计方法。根据连接结构的失效模式,提出了连接结构铺层方案的设计原则,并对铺层方案进行了优化。对优化后的连接结构进行台架疲劳试验和实车可靠性试验。结果表明,所设计的复合材料板簧连接结构满足装车要求,这对保证复合材料板簧总成的可靠性,促进其推广应用具有重要意义。     

复合材料板簧制造工艺的研究进展

复合材料板簧的综合性能明显优于钢板弹簧,是汽车轻量化领域的研究热点。但复合材料板簧的制造工艺还不够成熟,导致复合材料板簧的试制成本居高不下、产品性能不够稳定等突出问题,严重制约了复合材料板簧的推广应用。本文中综述了复合材料板簧制造工艺领域的研究进展,包括模压成型工艺、拉挤成型工艺、纤维缠绕成型工艺和RTM成型工艺的研究成果。最后,总结了复合材料板簧制造工艺的发展趋势和瓶颈问题。     

基于整车性能的复合材料板簧阻尼特性研究

为了研究复合材料板簧的阻尼特性,对具有典型铺层角度的E玻璃纤维/聚氨酯层合板试样进行损耗因子试验。根据试验结果,计算了0°铺层层合板试样各个方向上的损耗因子和比阻尼。对复合材料板簧进行阻尼性能的台架试验和装车试验,获取了复合材料板簧的阻尼参数区间。层合板阻尼试验结果与复合材料板簧总成的阻尼试验结果在同一数量级,因此试验结果可信。基于试验结果和相关理论,分析了复合材料板簧的阻尼特性对整车操纵稳定性和平顺性的影响规律。装车试验结果表明,换装复合材料板簧后,样车的操纵稳定性维持原有水平,平顺性有一定的改善,与理论分析结果一致。     

两级变刚度复式板簧建模及仿真研究

两级变刚度复式板簧结构复杂,是悬架系统建模仿真的难点.基于离散梁建模原理及特点,以7+9两级变刚度复式板簧为例,应用MATLAB进行参数可视化计算并创建建模输入文件,在ADAMS/Car中分别完成7片主簧和9片副簧的动力学模型创建及刚度特性分析.利用自创的离散梁装配法,在ADAMS/View中完成主、副板簧动力学模型装配,并对装配后模型的可行性进行仿真验证.结果 表明:基于MATLAB和ADAMS的离散梁装配法实现了两级变刚度复式板簧建模,并且可行、高效,为创建复杂板簧动力学模型提供了参考.     

钢板弹簧疲劳开裂问题分析与优化

某轻卡在四立柱振动台架上进行整车道路耐久模拟试验,在试验过程中出现后悬架副板簧疲劳开裂的问题,通过CAE方法对板簧总成进行非线性仿真分析,针对板簧薄弱区域进行优化改进.然后基于板簧总成等幅疲劳损伤与变幅疲劳损伤当量关系,对板簧疲劳仿真模型采用等幅循环加载,计算优化后的板簧总成与原板簧总成相对疲劳寿命比值,确保优化后的板...     

复合材料板簧的迟滞特性建模与试验研究

运用Bouc-Wen摩擦学理论建立了复合材料板簧的迟滞特性模型,根据台架试验测得的动态力-位移曲线,利用改进的乌鸦搜索算法(MCSA)进行了模型的参数辨识。仿真结果与试验结果吻合较好,表明该模型能准确预测复合材料板簧的迟滞特性。建立考虑复合材料板簧迟滞特性的整车7自由度动力学模型,分析了在随机路面激励下,复合材料板簧迟滞特性对整车动态响应的影响。结果表明,复合材料板簧的迟滞特性使簧载质量的质心加速度增加,板簧的回复力增大,而悬架的动挠度减小。该研究为复合材料板簧的整车匹配和精细化动力学建模提供参考。     

连续纤维复合材料电池包上盖的设计研究

轻量化技术可有效提高新能源汽车续航能力和驾驶性能,已被广泛应用于汽车的生产制造中。连续纤维复合材料在比强度、比刚度、热膨胀系数与抗疲劳性能等方面比传统金属更具有优势,开启了轻量化新时代。文章以新能源汽车核心部件电池包为研究对象,基于高压树脂传递模塑成型（HP-RTM）工艺,根据碳纤维复合材料与玻璃纤维复合材料的材料特点,对电池包上盖进行了轻量化设计。通过结构优化、工艺优化、连接方式优化等技术手段完成了电池包上盖的轻量化量产方案。电池包样机测试结果表明,采用碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料制作的电池包上盖可以有效提升电池包结构的强度、刚度以及耐疲劳性,综合减重达50%以上。文章所述的连续纤维复合材料轻量化设计方案也可为汽车其他零部件设计提供指导。     

金属主簧-复合材料副簧复合刚度计算模型

为了揭示金属主簧-复合材料副簧的变形机理并快速预测其复合刚度,综合应用板弹簧设计理论、复合材料层合板理论及有限差分法建立了金属主簧-复合材料副簧复合刚度的理论计算模型,并编写了相应的MATLAB计算程序。采用ABAQUS软件建立了某金属主簧-复合材料副簧总成的有限元模型并对其刚度特性进行有限元模拟。有限元模拟刚度与理论计算刚度之间的误差低于3%,从而验证了理论计算模型的正确性。建立的理论计算模型不但阐明了金属主簧-复合材料副簧的变形机理,而且适宜编程计算,能准确快速地预测金属主簧-复合材料副簧的复合刚度,这对复合材料板簧的推广应用具有重要意义。     

汽车板簧刚度测试方法探讨

介绍了行业中的刚度测试方法和ＩＶＥＣＯ汽车板簧标准中的二级刚度的板簧刚度测试方法。提出了一种全程采集数据，应用ＥＸＣＥＬ软件图表功能绘出板簧的刚度曲线，利用其线性回归功能计算出板簧刚度的方法。为二级刚度板簧的测试提供了方便，并提高了测试精度。     

江铃轻型货车行驶平顺性的改善

本文针对江铃轻型货车行驶平顺性不佳问题。进行了系统的道路试验，电液伺服模拟激振试验，模态试验和理论分析；查明了该车平顺性不佳的主要原因是前后悬架刚度过大，特别是后悬架在空载时；在不改变钢板弹簧安装尺寸的条件下对前后板簧进行了改进设计。试制后装车试验表明，行驶平顺性显著提高，操纵稳定性有一定改善。改进型板簧、台架的疲劳寿命达到了标准要求，在行驶可靠性试验中未出现板簧损坏。改进型板簧比原车板簧质量减轻     

某轻型客车横置板簧式麦弗逊悬架刚度分析

某轻型客车前麦弗逊悬架使用横置板簧代替螺旋弹簧。通过建立合适的横置板簧式麦弗逊悬架的力学模型,推导出悬架刚度与复合板簧系统刚度的换算关系,并对横置板簧和橡胶垫组成的复合板簧系统的刚度进行计算和分析。     

新型高性能钢板弹簧及其喷丸强化

本文研究了新型高性能弹簧钢38SiMnVB。该材料在热处理后获得高的强度和塑性及强韧性配合，与传统弹簧钢相比较，有高的疲劳性能，满足了新型汽车的技术要求。同时，通过板簧表面残余应力场的分析，讨论了喷刃强化对疲劳性能的影响。38SiMnVB板簧经喷丸引入高的表面残余应力和最大残余应力并达到一定的深度，疲劳裂纹萌生的循环周次较长，也表现出较强的减缓裂纹扩展能力，因而具有良好的疲劳性能。     

半挂车轻量化板簧的开发研究

首先介绍了几种典型的复合材料(主)+弹性体(副)板簧结构,然后对复材-弹性体板簧的工作原理和设计原则进行了阐述,接着将其应用于半挂车底盘弹性元件的开发。新结构板簧既满足了基本连接及弹性功能,又实现了保护复合材料板簧过载、提高总成寿命的目的。通过相关测试证明了新型板簧的复合结构和设计方法的可行性和有效性。     

复合材料发动机机体的弯曲疲劳及微观损伤

对复合材料发动机机体的弯曲疲劳进行了试验研究，探讨了玻璃纤维增强酚醛树脂机体材料的疲劳损伤，以刚度下降为设计准则来描述疲劳损伤参数及预测寿命，对疲劳断口进行了ＳＥＭ观察，确定疲劳断裂破坏机理，为复合材料发动机机体的设计奠定了基础。     

润滑与摩擦状态下五十铃NKR552LW前钢板弹簧刚度对比试验

刚度是汽车钢板弹簧设计、设计验证及满足整车性能的重要参数,也是判断板簧合格与否的指标之一,因此分析刚度的影响因素,对我们在实际检测过程中找出刚度不符合设计要求的原因有极大帮助。 由金属机械性能及材料力学得知:构件的刚度在构件的形状、尺寸不变的情况下,主要取决于所用材料的弹性模数,而汽车板簧的刚度从理论上说主要决定于板簧所用材料的材质、材料的几何尺寸、设计的总片数、两吊耳中心距,但板簧是多片重叠组合体,片与片间在受载荷的情况下存在摩擦力。由于     

基于复合材料横置板簧悬架系统K&C分析

利用CATIA和HyperMesh、ABAQUS、ADAMS等CAD、CAE软件,进行横置板簧后悬架设计.根据悬架系统的要求和结构特点,确定板簧的安装硬点.根据悬架性能要求和衬套参数,确定板簧的力学性能参数.通过与原悬架进行K&C(Kinematic and Compliance,刚性和柔性运动)分析对比,说明用复合材料横置板簧系统可取代传统的螺旋弹簧和稳定杆组件.     

可变刚度板簧凸轮形支架的几何设计

可变刚度板簧凸轮形支架的几何结构是影响架弹性特性的重要环节之一。结合汽车平顺性及板簧变形运动学的要求，对凸轮形支架几何形状设计进行了研究。所推导的公式适用于可变刚度多片板簧支架的设计计算。