论文部分内容阅读
少片变截面钢板弹簧作为载货汽车承载的重要组成部件,对汽车整车性能起着至关重要地影响。然而,目前钢板弹簧生产企业尚存在着设计效率及开发的数字化水平不高,自主创新能力不足的问题。因此针对这些问题,本文对少片变截面钢板弹簧分别进行了数学模型、设计计算、有限元分析、计算机辅助设计系统开发等方面的研究,提出了一种少片变截面钢板弹簧计算机辅助设计方法。本文的主要研究内容如下: (1)研究了少片变截面钢板弹簧的设计计算方法。首先阐述了汽车钢板弹簧设计计算的力学基础并介绍了五种汽车钢板弹簧的设计计算方法及其优缺点;然后分别探讨了抛物线形和梯形少片变截面钢板弹簧刚度和应力的计算方法,并给出了变截面处轮廓线选型的原则;最后以少片变截面钢板弹簧在U型螺栓夹紧状态下为例进行了实例计算。 (2)利用有限元的方法对少片变截面钢板弹簧进行了静、动刚度仿真分析。首先,在CAE分析软件ANSYS14.0中建立了少片变截面钢板弹簧有限元模型,然后对其分别进行了强度、静刚度和动刚度分析计算。静刚度仿真结果与理论计算值误差仅为5.06%,最大等效应力值基本小于板簧的极限应力值。证明采用理论计算与有限元分析相结合的方式求解板簧静刚度以及讨论其强度的方法是可行的。这为企业在减少样品试验次数的情况下便能快速掌握板簧静刚度特性,甚至在生产时完全取消样品试验环节便能制造出性能良好的板簧提供了一种方法上的探索,具有实际意义。 然后,探讨了板簧的动刚度特性以及在受到形如正弦激励下,激励频率对少片变截面钢板弹簧动刚度的影响。并得出了重要结论:1)当激励频率在1Hz到15Hz范围内,频率变化对板簧动刚度基本没有影响;2)频率在16Hz到25Hz变化范围内,少片变截面钢板弹簧动刚度随着频率的增大而变大。 (3)研究了基于参数化的计算机辅助设计方法,构建了参数化的板簧主模型,以Visual C++6.0为开发平台,对SolidWorks2008软件进行二次开发,成功完成了少片变截面钢板弹簧计算机辅助设计系统的开发。