隨著汽車行業(yè)日益激烈的競爭和環(huán)境問題的不斷凸顯,有必要對汽車部件進行優(yōu)化減重設計。本文利用CATIA三維軟件建立了某輕型汽車的板簧幾何模型,并導入ANSYS 15.0有限元軟件中,分別賦予其五種材料屬性,包括傳統(tǒng)金屬材料和四種新型纖維增強復合材料（E玻纖、S玻纖、碳纖、凱夫拉增強纖維）。計算并對比雙片鋼板板簧、雙片復合材料板簧和單片復合材料板簧的應力、撓度、剛度及重量,所得結果表明,在滿足板簧性能指標的前提下,單片E玻纖復合材料板簧具有最優(yōu)的性價比,重量相比傳統(tǒng)鋼材板簧減輕了80%。為進一步減輕單片E玻纖復合材料板簧的重量,對其應力較小區(qū)域進行變截面寬度的結構優(yōu)化。結果表明優(yōu)化后的單片變寬度E玻纖復合材料板簧重量相比優(yōu)化前板簧,進一步減重5.2%。對鋼板板簧及優(yōu)化前后的單片E-玻纖復合材料板簧的安全系數(shù)、振動頻率及應變能等進行綜合比較,結果表明,結構優(yōu)化后的單片變寬度E玻纖復合材料板簧性能符合要求,性價比高,且減重效果顯著。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020年06期 北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

板簧總成加載及約束示意圖

卷耳剛性耦合示意圖

鋼板板簧在4000 N荷載作用下的底面應力分布云圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]輕量化技術背景下汽車板簧發(fā)展趨勢淺析[J]. 陳天武,黃昌文,黃喬.  鍛壓裝備與制造技術. 2019(04)
[2]玻璃纖維增強塑料板簧在汽車上的應用[J]. 劉赫.  汽車文摘. 2019(02)
[3]漸變剛度鋼板彈簧剛度特性計算的曲率-載荷混合法[J]. 胡國友,夏品奇,楊勁松.  南京航空航天大學學報. 2008(01)

碩士論文
[1]復合材料板簧結構優(yōu)化設計及力學性能分析[D]. 苑琳.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]重卡鋼板彈簧的有限元分析[D]. 劉攀.長安大學 2015
[3]某平衡懸架少片變截面鋼板彈簧結構分析與關鍵技術研究[D]. 陳凱.湖南大學 2013
[4]復合材料汽車板簧的優(yōu)化設計及其有限元分析[D]. 李宇菲.武漢理工大學 2012
[5]漸變剛度鋼板彈簧的模擬仿真[D]. 石湘.華中科技大學 2007
[6]復合材料板簧的優(yōu)化設計及有限元分析[D]. 李未.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：2939710