汽车复合材料板弹簧的有限元分析及性能测试

利用ABAQUS有限元软件,对设计的某型号汽车复合材料板弹簧进行了有限元分析,计算了复合材料板弹簧的刚度系数和最大承载力,并对采用模压工艺制备的复合材料板弹簧样件进行了性能测试.计算与试验对比表明,计算结果与测试结果吻合较好;设计的复合材料板弹簧的主要性能指标达到设计要求,且复合材料板弹簧可比钢板弹簧减重约63％.     

汽车复合材料板弹簧模压工艺热学分析

基于商用软件平台,利用共轭传热分析方法,针对汽车用复合材料板弹簧的模压热成型工艺进行了研究。建立了复合材料板弹簧模压热成型共轭传热分析模型,利用该模型以整体加热效率和受热均匀性为评价指标比较分析了加热系统不同进出油口组合方案的优劣,并就串联和并联两种导热油路设计的差异进行了对比。最后,通过在模具内部布置热电偶和在分析模型中设置温度监测点,对采用该分析方法模拟复合材料板弹簧模压热成型工艺的可行性进行了验证。所述计算模型和结果为复合材料板弹簧模压热成型工艺设计提供了数据参考。     

汽车复合材料板弹簧单向层压板的性能研究

本文研究了复合材料板弹簧用层压板的基本力学性能、耐高低温性能和耐油性能。结果表明:复合材料层压板的性能满足板弹簧实际工况的要求。复合材料层压板的拉伸强度和弯曲强度分别为1120MPa和1329MPa,复合材料层压板的拉伸强度在-40℃环境下保留率为94.15%,70℃环境下保留率为98%。复合材料层压板的弯曲强度在机油、93#汽油和0#柴油中浸泡90天后的变化率分别为-3.25%、-2.99%和-2.05%。     

仿真分析在汽车钢板弹簧设计中的应用

研究了利用MSCAFEA分析软件对汽车钢板弹簧进行仿真分析的方法,将某汽车钢板弹簧的装配预应力、刚度、应力、端部位移等仿真结果与理论计算和样品试验结果进行对比,根据对比分析结果修正设计,减少了物理样机试验次数．提高设计质量,缩短设计周期。     

梁桁体系钢-混组合梁有限元分析及设计参数研究

为研究设计参数对梁桁体系钢-混组合梁受力性能的影响,依据梁桁体系钢-混组合梁试验模型参数,应用非线性有限元软件Abaqus建立组合梁的有限元模型,其计算结果与试验结果吻合较好。利用有限元方法,以典型无桁架的钢-混组合梁、混凝土板厚、混凝土强度、钢梁强度等级、混凝土板宽、桁架角度和高跨比等为参数,对其极限承载力的影响进行了分析。结果表明:相比典型的无桁架的组合梁,梁桁体系钢-混组合梁承载力提高了17%;混凝土板厚的增加,提高了组合梁的抗弯刚度;钢梁强度的提升对组合梁的承载力有显著提高;混凝土板宽实际应用时应确保有效板宽的宽度以提高工程的经济性;组合梁高跨比对其刚度及承载力影响均比较大。     

仿真分新在汽车钢板弹簧设计中的应用

研究了利用MSCAFEA分析软件对汽车钢板弹簧进行仿真分析的方法，将某汽车钢板弹簧的装配预应力、刚度、应力、端部位移等仿真结果与理论计算和样品试验结果进行对比，根据对比分析结果修正设计，减少了物理样机试验次数．提高设计质量，缩短设计周期。     

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。     

少片钢板弹簧在实际应用中的开发与设计

以轻型载货汽车为设计平台,从少片弹簧的理论计算、动力学模拟、台架试验和整车道路试验等方面,阐述了其产品研发设计过程.从试验结果分析来看,理论计算刚度与台架试验刚度误差值仅为3.6%,符合工程需要;钢板弹簧应力分布趋势与理论计算曲线相同;U型螺栓夹紧处试验平均应力为415 MPa,而理论计算值为410MPa,二者吻合良好.     

一种收口螺旋弹簧设计方法研究

本文以一种收口螺旋弹簧为研究对象,探讨了分段法在该类螺旋弹簧中的设计应用。该法结合圆柱螺旋弹簧、锥形螺旋弹簧传统设计的理论和方法,利用分段法计算收口螺旋弹簧的刚度与强度,克服了传统弹簧理论设计收口螺旋弹簧在强度方面局限性,并与有限元计算的刚度与强度进行对比,解决了实验测试带来的周期长、费用高等缺点,同时提出了一种理论和CAE仿真相结合的设计方法,为今后改善新车型后螺旋弹簧的设计指明了方向。     

单桥复合悬架橡胶空心弹簧刚度分析和参数优化

建立了单桥复合悬架橡胶空心弹簧的参数化有限元模型,采用显示积分求解方法对其垂向非线性刚度进行了分析,并进行了试验验证.通过分析空心弹簧结构参数对垂向变形量灵敏度的影响,确定了敏感设计变量.以理想刚度特性曲线为优化目标,实现了橡胶空心弹簧结构参数的优化设计.     

应用余能原理求解渐变刚度钢板弹簧

本文应用余能原理和δ函数推导出两片阶梯形轮廓渐变刚度钢板弹簧的一组计算公式，为完善多片渐变刚度板弹簧的设计计算提供了理论依据。     

基于模型修正的公路简支板梁桥荷载横向分布系数计算方法

为了使得理论计算的桥梁荷载横向分布系数与试验结果更加吻合，并且降低静载试验成本，在铰接板法基础上，提出一种基于模型修正技术的公路简支板梁桥荷载横向分布系数简化分析方法。该方法建立了一种可以考虑板间接缝剪切变形的简化分析模型，并推导了相应的静力和动力方程。针对简化模型的结构特点，提出了以待测桥梁动力试验测得的自振频率和桥梁跨中振型构造目标函数，以竖向弹簧刚度k、扭转弹簧刚度Ψ以及剪切弹簧刚度k_q为待识别参数的模型修正方法。通过提出的模型修正方法，得到实际状态下桥梁的主要参数，以简化模型的荷载横向分布系数影响线为基础，可计算各板梁的横向分布系数；验证了不考虑板梁间接缝剪切变形时，基于简化模型的横向分布系数分析结果与铰接板梁法相同，从而证明了所提简化模型和分析方法的可靠性。最后以一座桥梁为对象，进行了动力测试，识别了简化模型的物理参数。模型修正之后的模态频率和实测值吻合良好，同时振型之间的MAC（模态保证准则）系数也接近于1，从而表明利用所提的模型修正方法可以有效识别简化模型的物理参数，使理论模型和实际桥梁吻合。     

后备箱扭杆弹簧计算及开启过程仿真分析

扭杆弹簧是后备箱盖顺利开闭的关键部件之一,目前扭杆弹簧的设计主要通过反复试验验证来进行,开发成本大、周期长。文中利用力学原理计算扭杆弹簧的刚度系数,借助ADAMS软件对后备箱动力学特性进行仿真分析,在设计阶段对扭杆弹簧刚度进行调整,并通过试验验证仿真的有效性,为快速有效地进行后备箱扭杆弹簧设计提供参考。     

复合材料减振强化板的阻尼性能分析

玻璃纤维增强复合材料减振强化板具有拉伸强度高、弹性系数大、刚度佳和吸收冲击能量大等特点,已经被广泛地应用于多个领域.文章综合分析了E玻璃纤维体积分数与铺层角度对复合材料减振强化板阻尼的影响.试验结果表明:通过增大纤维铺层角度和降低玻璃纤维体积分数,可以增强复合材料减振强化板的阻尼能力.     

汽车钢板弹簧的设计与悬架性能分析

文章主要介绍了钢板弹簧设计流程及步骤,对汽车钢板弹簧的设计流程进行梳理和算法说明,为板簧设计提供一定的参考指导;同时从钢板弹簧悬架的强度、刚度及弹性特性方面为切入点,介绍了悬架性能分析的方法及衡量指标,为悬架性能分析指明方向;使钢板弹簧悬架设计有了清晰的步骤,挺高了悬架设计的效率与可靠性。     

开孔板连接件初期抗剪刚度试验

为建立组合结构桥梁使用的开孔板连接件抗剪刚度计算方法,以开孔板孔径、混凝土强度和弹性模量及孔中钢筋直径、强度和弹性模量等为变化参数,进行了60个模型试件的抗剪刚度试验;分析各试件剪力-相对滑移曲线的切线与割线的斜率比值变化,提出了以相对滑移0.2mm对应的割线斜率为开孔板连接件抗剪刚度的取值方法;采用弹性地基梁法分析了孔中混凝土及钢筋的抗剪机理,推导了开孔板连接件抗剪刚度的理论计算表达式;基于理论分析和123个模型试验提出了开孔板连接件抗剪刚度的计算式。研究结果表明:计算式反映了孔中混凝土、孔中钢筋及其对混凝土约束的作用,物理意义明确,可用于钢-混凝土组合结构考虑结合面开孔板连接件作用的计算分析。     

车用变刚度圆柱螺旋弹簧的逆向设计和刚度有限元分析

借鉴离散化思想并结合已有的弹簧设计理论和方法,初步提出了一种变刚度圆柱螺旋弹簧的逆向设计方法,并给出了基本的设计思路。同时,通过有限元仿真分析,获得了变刚度圆柱螺旋弹簧的刚度特性线,克服了以往通过试验测试弹簧刚度带来的周期长、费用高等缺点。     

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。     

双腔室空气弹簧模型及动态特性研究

双腔室空气弹簧以其优良的隔振性能及刚度可变特性已经在部分高端车型和赛车上得到应用,但是对其动刚度预报的精确模型及动态特性的深入研究还不够完善。基于能量原理从热力学角度出发,结合空气动力学及结构动力学给出一套双腔室空气弹簧的精确模型并给出各刚度、阻尼项明确的物理意义。设计示功试验,选取不同振幅和频率的正弦激励对双/单腔空气弹簧进行试验验证。试验结果表明所提动刚度模型能够很好地反映出双腔室空气弹簧的滞回特性及刚度可变特性,也能够明确反映出动刚度的频率相关性。最后基于模型给出各参数项对动刚度幅值和滞回相位角的影响规律,基于试验验证仿真结果并给出规律的物理解释。研究结果表明：单腔室空气弹簧的动刚度频率特性相位角仅因热交换而存在一个峰值;双腔室空气弹簧的动刚度相位角存在2个峰值,主要是由热交换(第1峰)与小孔产生的阻尼效应(第2峰)导致;当激励频率趋向于无穷时,由于热交换不充分及腔室之间气体来不及进行交换,故单/双腔室空气弹簧的动刚度相位角逐渐趋向于零;研究得出的模型预报方法及动态特性可以对单/双腔室空气弹簧的动刚度进行准确估计,并给出了其动刚度的频率相关性及其影响因素与变化规律。研究结论能够对空气弹簧的整车动力学匹配及设计提供正面的指导。     

预应力空心板梁静载试验研究

介绍了预应力空心板梁静载试验的方法和试验过程，试验测定了空心板的开裂荷载、破坏荷载、设计荷载及开裂荷载和破坏荷载所对应的挠度，据此评定预应力空心板粱的刚度、强度及安全度。