基于有限元法及遗传算法的推力杆球铰多目标优化方法

为优化推力杆的球铰结构并提高其疲劳寿命,提出一种基于有限元法和遗传算法的推力杆球铰多目标优化方法。该优化方法通过有限元法计算不同橡胶衬套预压缩量和球铰结构的推力杆球铰橡胶衬套的应变分布特征和刚度参数,进而得到推力杆刚度参数、橡胶衬套预压缩量与球铰关键结构参数之间的关系,并在此基础上采用遗传算法建立推力杆球铰的多目标优化模型。利用建立的多目标优化模型计算得到推力杆球铰的优化方案。样件台架试验结果表明,此优化方案使推力杆球铰的疲劳寿命提高了7倍。提出的多目标优化方法充实了变截面橡胶金属复合结构的设计理论,并为推力杆的优化设计提供了理论依据。     

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。     

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。     

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。     

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。