应用CAE技术进行钢板弹簧精确设计

本文应用CAE技术对钢板弹簧进行精确设计，可以精确计算在不同的单片自由曲率和形状条件下，组装后各片预应力响应和各叶片间的接触状态、接触压力以及钢板弹簧总成在大变形工作时应力响应、叶片间接触状态及接触压力和刚度。从而实现钢板弹簧精确设计。     

国内外汽车钢板弹簧设计与分析方法的发展进程

钢板弹簧是汽车上重要的高负荷安全部件，其结构简单，计算方法却相当复杂。文章在系统介绍国内外各种汽车钢板弹簧设计与分析方法的的基础上，着重分析了最近国内外汽车钢板弹簧优化设计与分析新方法的特点、问题和发展，说明了应用ANSYS软件的CAE法，无需假设，可以取得精益设计效果，解决异常损坏难题。     

A Study on the Stiffness Characteristics of Multi-Leaf Spring with Consideration of Contact Friction

建立某重型载货汽车后悬架12片等厚钢板弹簧自由状态模型,利用ANSYS软件的接触非线性功能,进行钢板弹簧的刚度特性分析,得到其载荷-变形曲线和应力分布;同时对钢板弹簧进行试验.结果表明,刚度的计算值和测试值基本吻合,应力的计算值和测试值误差较小,说明有限元分析能精确地模拟各簧片间的接触和摩擦问题,真实反映钢板弹簧的受力和变形情况.     

某中型载货汽车弹性元件的设计与有限元方法校验

文章为某型中型载货汽车的悬架弹性元件进行了设计选型。在选定钢板弹簧之后,首先通过传统计算方法对钢板弹簧的各项技术参数进行了设计,并且通过有限元分析软件ANSYS对钢板弹簧进行了强度校验。     

钢板弹簧刚度特性的有限元分析

讨论了钢板弹簧刚度计算的各种方法。利用Nastran有限元软件提供的线接触单元分析了某型钢板弹簧的刚度特性。讨论了摩擦特性对钢板弹簧刚度计算的影响,给出了钢板弹簧在动静态载荷下加载与卸载的载荷-变形特性图。与传统方法相比,有限元分析可以更为精确地反映各弹簧片之间的接触和摩擦细节,为同类型产品的设计计算提供了参考。     

钢板弹簧迟滞特性分析

钢板弹簧的非线性迟滞特性对重型商用车的行驶平顺性、制动性及车辆对路面响应有着重要影响。利用APDL语言,在ANSYS中考虑了钢板弹簧的接触非线性、大变形、板间摩擦及装配预紧力,建立了某重型商用车钢板弹簧的1/4有限元力学模型。对其进行了静力学及瞬态动力学分析,得出了其加载与卸载的载荷-位移曲线,讨论了在正弦激励下板间摩擦因数、激励振幅及频率对钢板弹簧迟滞特性的影响,经分析得出:钢板弹簧的阻尼力随着摩擦因数的增大而增大,随着激励频率的增大而减小,随着幅值的增大而增大。该方法为今后钢板弹簧的设计制造及仿真分析提供相关参考。     

汽车钢板弹簧快速设计中相似度的计算方法

针对现有汽车钢板弹簧在设计效率、资源利用率及设计精度等方面的不足,立足于产品设计特点和工程实际需求,提出一种基于相似工程的汽车钢板弹簧快速设计中的相似度计算方法.以某型轻型载货车的前悬架钢板弹簧设计为例进行试验验证,结果表明,利用所提出的设计计算方法得出的设计结果完全符合使用要求,证明了该方法的可行性.     

渐变刚性钢板弹簧理论计算与试验验证

钢板弹簧对改善汽车平顺性的重要作用。本在同时考虑主，副簧变形的情况下，对渐变刚性弹簧曲率半径进行了理论计算与试验分析。本所提供的计算方法与试验结果基本吻合，其理论更完善，设计应用更方便。     

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。     

汽车钢板弹簧寿命的设计

介绍了作者在产品设计中,多年来采用的汽车钢板弹簧设计寿命的计算方法。并在分析对比五种载货汽车、七种大客车、五种轿车钢板弹簧设计寿命的基础上,根据多年使用和设计经验,提出并推荐了载货汽车、大客车、轿车三种汽车钢板弹簧设计寿命的选取范围。     

汽车多片钢板弹簧的可靠性设计

钢板弹簧是汽车中较为重要的零部件之一。本文中笔者介绍了汽车钢板弹簧的可靠性设计方法，在基本随机变量的概率特性已知的情况下，使用二阶矩法对钢板弹簧进行了可靠性设计，并且编制了实用的计算机程序，可以迅速准确地得到钢板弹簧的可靠性设计信息。     

非对称钢板弹簧作用原理

非对称钢板弹簧的主要作用是提高汽车转向稳定性，改变汽车前后轴质量分布，调整汽车轴距，扩展发动机机油底壳空间和减少钢板弹簧纵向弯曲变形。在维修保养非对称钢板弹簧时，应特别注意弹簧片间的石墨润滑剂和辨清非对称位置。     

汽车钢板弹簧的设计与计算

本文提出一个比较合理、精确、系统的关于汽车(或机车)钢板弹簧设计计算理论,以期引起讨论和研究,逐步形成我国自己的设计计算方法。文中主要内容包括: 1.给出一个比较合理的钢板弹簧计算模型; 2.按现今等强度设计观点推导出一套设计计算公式; 3.提出考虑簧片接触疲劳强度的设计观点,并推导出相应的计算公式; 4.分析过程中,排除了没有理论和实验依据的错误假定。应用本理论,可以设计出满足各项悬挂指标的汽车(或机车)的钢板弹簧。     

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。     

考虑片间接触的汽车钢板弹簧动力学建模

为提高钢板弹簧的仿真精度,提出了一种考虑片间接触的多片钢板弹簧动力学建模新方法.首先建立钢板弹簧各片的三维有限元模型,并进行模态分析,将所得的各片钢板弹簧的mnf文件导入ADAMS中进行装配,然后采用遗传优化算法反求出钢板弹簧片间接触参数,得到确定参数的钢板弹簧动力学模型,并通过试验验证了该模型的准确性,最后将该方法应用于某重型载货汽车通过凸块的平顺性分析.结果表明,该方法具有较高的建模精度.     

钢板弹簧变形特性的半经验公式

由于干摩擦的作用,使汽车钢板弹簧在加载与卸载时的曲线不重合;由于极限摩擦力与正压力成正比,使曲线中的带后回线呈牛角状。在此基础上,提出了一个钢板弹簧变形特性的半经验公式。利用此公式对QY25A型汽车起重机前后钢板弹簧特性进行计算,结果正确。     

柴油汽车钢板弹簧早期损坏的主要原因及预防措施

经常在超载或偏载的情况下使用。钢板弹簧是根据柴油汽车的额定载质量设计的,如果实际的载质量超过柴油汽车的额定载质量或载荷偏置,钢板弹簧在工作中将产生过大的弯曲应力,使钢板的耐疲劳强度降低,造成钢板弹簧早期损坏。所以,应按规定均匀装载,以利于提高钢板弹簧的使用寿命。     

FMEA在钢板弹簧设计中的应用

故障模式与影响分析(FMEA)是提高产品可靠性的重要方法之一.文中介绍了汽车钢板弹簧设计过程中使用FMEA的方法,并对开展故障模式与影响分析工作中需要注意的问题进行了讨论.     

再探渐变刚度钢板弹簧的计算方法

通过引用线性钢板弹簧设计计算中的一些通用的研究成果，建立了共同曲率和“集中载荷”两者相结合的假设，建立了比较符合实际的渐变刚度钢板弹簧主，副簧新模型。从在接触点处主，副簧瞬态相对变形量等于其原始开形状函数之差的观点出发，导出了计算渐变刚度钢板弹簧载荷－挠度特性以及各簧片工作应力的十分简单实用的关系式。     

钢板弹簧垂直跳动轨迹简化算法

利用钢板弹簧的理论假设,提出"等弧长法"的运动轨迹计算方法。首先,运用CATIA草图模块进行建模,绘制出钢板弹簧运动轨迹曲线,并与"SAE圆弧法"绘制的曲线进行对比。结果表明,"等弧长法"模型具有较高的计算精度,可应用于各类钢板弹簧设计与悬架运动分析工作。