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。     

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。     

汽车钢板弹簧多体动力学建模综述

本文中首先综述了板簧设计与建模的研究现状。接着,系统分析了螺旋弹簧模型、beam element模型、ANSYS模型、SAE三连杆模型这4种板簧模型的优缺点及适用情况,在模型复杂程度、仿真速度、参数化等方面进行了对比。最后,以某8×4重型货车为例,分别建立了包含4种板簧模型的整车模型,进行平顺性和操纵稳定性的仿真,并与实车试验进行了对比。结果表明,在4种板簧模型中,SAE三连杆板簧模型的综合性能最好。     

38SiMnVB在少片变截面簧上的应用研究

对新型高强度弹簧钢85SiMnVB在NJ1020和NJ6400车型上横置少片变截面板簧上的应用进行了研究，介绍了该板簧的工艺，台架疲劳试验和3万km可靠性试验，测量了所制板簧的弹性松驰稳定性，从而得出这类弹簧钢具有广阔应用前景，所制板簧具有较大经济效益。     

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。     

板簧动力学特性及试验特性的分析与研究

通过对板簧动力学特性的分析，探讨并研究了板簧试验中可能存在的问题以及解决的方法。本文的讨论对提高板簧试验水平，使其更好地为设计、生产服务具有积极意义。     

板簧Bouc-Wen迟滞模型的仿真与试验研究

为研究矿用车等特种车辆非独立悬架系统的弹性元件板簧的迟滞特性对整车性能的影响,根据Bouc-Wen摩擦学理论建立了板簧动力学模型,通过不同频率和幅值条件下动态加载仿真和试验获取其动态力-位移曲线,并根据试验结果运用最小二乘法辨识出Bouc-Wen模型参数。仿真和试验结果吻合良好,表明该模型能准确预测板簧动态迟滞特性。接着进一步建立考虑板簧迟滞特性的整车模型,施加四轮相关的A和E级路面谱激励,以质心加速度均方根值、悬架动行程和轮胎动态力作为评价指标,分析迟滞特性对整车性能的影响。结果表明,在较差路面行驶时板簧迟滞特性有利于提高车辆的平顺性和安全性。     

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。     

汽车钢板弹簧非线性模型的研究

利用统计线性化方法,通过曲线拟合,建立了反映板簧实际特性的非线性恢复力模型——指数模型。具体研究了板簧模型参数变化对振动的影响,并对板弹的部分锁止状态进行了分析。     

影响板簧主片断裂的因素及校核方法研究

针对某款10米客车少片簧主片异常断裂故障,提出了板簧悬架力学图解分析方法、扭转角刚度计算方法和适用各种工况的主片应力计算校核方法。相比常规校核方法,增加吊耳摆角、板簧弧高、板簧座位置、板簧扭转角刚度、离心力等因素的影响分析,从而了解主片断裂的机理,完善校核方法。     

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。     

用搜索法求解渐变刚度钢板弹簧刚度和应力

提出了一种求解渐变刚度钢板弹簧的新模型，并用搜索法求解渐变刚度钢板弹簧的片间作用力、刚度与应力。模型假定片间有多个接触点，每个接触点处作用着集中力。根据板簧的变形条件，导出相应的方程。采用逐步搜索的办法，解出各个接触点位置及作用力的大小，并进一步求得各叶片的应力分布、挠度曲线及弹簧刚度。计算结果与实测结果对比表明，新模型求解精度高、速度快。     

求解多片钢板弹簧刚度与应力的新模型

本文提出了一种求解多片簧刚度与应力的新模型。模型假定片间有多个确定的接触点，每个接触点处作用着集中力。根据板簧变形协调原理，导出相应的方程。采用一种逐步搜索逼近法，可解出各个接触点的位置及作用力的大小，并进一步求得各叶片的应力分布，挠度曲线及弹簧刚度，计算结果与实测结果对比表明，新模型求解精度高，速度快，可直接应用于多片簧的设计计算。     

虚拟样机技术在三轴板簧平衡悬架结构改进中的应用

应用机械系统分析软件ADAMS建立了板簧的离散梁动力学模型,对板簧的刚度特性进行了仿真模拟;在此基础上建立了上置式板簧平衡悬架系统的垂向振动分析模型,并对车辆在极限运动状况下行驶时出现的滑板式板簧的不正常接触问题进行了仿真分析,最后提出了结构改进措施。     

空气弹簧对重卡平顺性影响研究

为使重卡在平顺性方面满足国际或国家法规要求,利用专用软件,在建立有限元模型的基础上,通过计算机线性静态模拟计算分析,建立重卡有限元模型,进行动态模拟分析和数据分析,从重卡的平顺性出发,通过对安装空气弹簧重卡平顺性实验,然后建立重型卡车ADMAS/Car虚拟样机模型,针对空气弹簧在重卡上的平顺性能影响进行仿真和试验对比分析,并提出改进建议以达到设计目标。     

驱动桥壳有限元分析模型的改进

针对目前常用的驱动桥壳有限元分析模型中由于边界条件定义造成结果不准确的问题,在分析模型中引入了板簧的弹性特征,并按不同的边界条件对桥壳应力分布进行了计算。结果表明,按照传统约束方式计算,板簧座外侧桥壳应力高,板簧座内侧桥壳应力位于低;按新建立的边界条件计算,则高应力区将向板簧座内侧的桥壳扩展。测得弯曲及扭转工况下桥壳的应力结果表明,采用常用边界条件所得位于板簧座内侧的桥壳应力计算结果与实际相差接近50%;引入板簧元件后桥壳应力的计算结果则与试验结果相近。     

基于ANSYS的少片变截面钢板弹簧可靠性分析

在ANSYS软件中建立某少片变截面铜板弹簧的有限元模型,通过分析结果与实验结果的对比,验证了模型的正确性。考虑多种不确定性因素的影响,应用ANSYS中提供的概率分析系统,采用蒙特卡罗法模拟抽样,对该钢板弹簧进行概率有限元可靠性分析。     

钢板弹簧新的计算方法及其在设计中的应用

本文指出了目前钢板弹簧各种计算方法存在的问题，在此基础上提出了一种更为切合实际和比较完善的计算方法。本文还给出了用共同曲率法计算时，板簧刚度末片应力修正系数的合理取值以及为降低末应力对其片厚的选择。     

A new solution for two-bag air suspension system with leaf spring for heavy-duty vehicle

The design problem of a two-bag air suspension system for heavy-duty vehicles is formulated as a two-level (suspension system level and component level) optimization problem. At the suspension system level, optimal stiffness matrix of leaf spring, characteristics of damper and upper rod layout are determined by solving a multi-objective constrained optimization problem with response surface. At the component level, shape and thickness of the leaf spring are formed using cubic-spline curves to make the stiffness matrix as close to the target values cascaded from suspension system level as possible. Simulations using a vehicle model described by multi-body model and FEM of the novel leaf spring validate the suspension system thus derived.