【摘要】： 漸變剛度汽車鋼板彈簧是一種剛度隨載荷的變化而變化的汽車懸架系統(tǒng)，由于懸架的剛度決定了汽車的行駛平順性，而汽車行駛平順性不僅能保證乘員的舒適與所運(yùn)貨物的完整無損，而且還可以提高汽車的運(yùn)輸生產(chǎn)率，降低燃料消耗，延長零件的使用壽命和提高零件的工作可靠性等。漸變剛度鋼板彈簧是日前剛度曲線與理想的剛度曲線最接近的鋼板彈簧，所以被廣泛使用，而且隨著漸變剛度鋼板彈簧生產(chǎn)工藝的發(fā)展，它的使用范圍正在不斷擴(kuò)大。但長期以來，漸變剛度鋼板彈簧在設(shè)計(jì)方法上沒有根本的改變，與發(fā)達(dá)國家相比，國產(chǎn)漸變剛度鋼板彈簧在單車消耗量和使用壽命兩方面都存在巨大差距。對漸變剛度鋼板的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究對提高我國漸變剛度鋼板彈簧的單車消耗量和使用壽命方面有重大的意義。 針對我國漸變剛度汽車鋼板彈簧設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的現(xiàn)狀，本文就漸變剛度鋼板彈簧的幾何設(shè)計(jì)、漸變剛度鋼板彈簧的應(yīng)力、剛度測試、鋼板彈簧的參數(shù)化繪圖以及鋼板彈簧結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的建立等方面做了些研究工作。 本文利用求解漸變剛度鋼板彈簧問題的定解條件，分析了現(xiàn)有典型模型的不足及其導(dǎo)致誤差的原因，并建立了力學(xué)意義明確的漸變剛度鋼板彈簧的理論模型，求解該模型得到的解與實(shí)驗(yàn)測試的分析結(jié)果相吻合，表明所建立的模型在求解漸變剛度鋼板彈簧總成剛度、各葉片工作應(yīng)力以及總成弧高、各葉片預(yù)應(yīng)力時(shí)都具有良好的精度，并且有令人滿意的求解速度。并可以與優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件相融合。針對漸變剛度鋼板彈簧，選擇尺寸參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以重量最輕和使用壽命最長為優(yōu)化的目的，以幾何條件、性能條件以及應(yīng)力條件為約束條件建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。實(shí)例計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了該優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的正確性。 漸變剛度鋼板彈簧是一種性能優(yōu)越的鋼板彈簧，對其在不同工作狀態(tài)下的應(yīng)力分布、剛度變化過去公有有限的理論研究，在昆明鋼板彈簧廠的配合下，采用動態(tài)測試技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法，對漸變剛度鋼板彈簧的應(yīng)力、剛度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，制定了測試方案，完成了多狀態(tài)的測試及其數(shù)據(jù)處理工作，實(shí)驗(yàn)工作取得了令人滿意的研究結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中對鋼板彈簧分級加載，得到了在不同載荷下葉片問作用力的變化情況，得到了漸變剛度鋼板彈簧的剛度值并對其進(jìn)行了討論，獲得了一些有意義的結(jié)果。 對AutoCAD進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了鋼板彈簧的參數(shù)化繪制，使得繪制工作可以在數(shù)分鐘內(nèi)完成，從而使設(shè)計(jì)人員從鎖碎的繪圖工作中解脫了出來。該系統(tǒng)經(jīng)修改后得到了完善。該繪圖軟件的開發(fā)，也是對非結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品參數(shù)化繪圖的嘗 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 試，能促進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)化。對不常見的結(jié)構(gòu)，還開發(fā)了對應(yīng)的繪圖命令，其效率 也很高。 在windows環(huán)境下開發(fā)了一套鋼板彈簧結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的管理軟件，實(shí)現(xiàn)了對鋼板 彈簧幾何數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)化管理，可以完成數(shù)據(jù)查詢、添加、刪除和修改工作。它 有以下優(yōu)點(diǎn):(l)操作迅速;(2)適應(yīng)性廣;(3)靈活性強(qiáng);(4)完整性好。它把板簧總 成圖紙數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)記錄的形式存儲，利用參數(shù)化繪制可以即時(shí)生成圖紙，從而實(shí) 現(xiàn)了對圖紙數(shù)據(jù)的管理。 這兩套軟件界面直觀，用戶容易掌握，經(jīng)過試用，合乎使用要求，從而在數(shù) 據(jù)管理和圖形繪制方面大大提高了效率。 本文對漸變剛度鋼板彈簧的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，改變了我國漸變剛度鋼板 彈簧“算不準(zhǔn)”的現(xiàn)狀，大大提高了我國漸變剛度鋼板彈簧的設(shè)計(jì)精度。新的計(jì) 算模型求解精度高，計(jì)算快，還能滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的需要。對漸變剛度鋼板彈簧 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了新模型的正確性，實(shí)驗(yàn)研究本身作為研究漸變剛度鋼板彈 簧的一種方法得到了發(fā)展，同時(shí)也為進(jìn)一步的研究工作提供了實(shí)測的數(shù)據(jù)。優(yōu)化 設(shè)計(jì)突破了少片鋼板彈簧的范圍，使得以高精度的計(jì)算模型為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在 漸變剛度鋼板彈簧中得到了應(yīng)用。鋼板彈簧參數(shù)化繪制軟件的開發(fā)，使得繪圖工 作準(zhǔn)確而快捷，大大縮短了設(shè)計(jì)過程中繪圖的時(shí)間。鋼板彈簧結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理軟 件的開發(fā)，使計(jì)算機(jī)管理代替了人工管理，提高了管理效率，為生產(chǎn)率的提高作 出了貢獻(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：TH135
【圖文】：

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文度式等幾種，如圖1.5中(a)、(b)、(c)、(d)所示。其中多片等截面式和少片變截面式屬于定剛度簧，主副復(fù)合式和漸變剛度式簧屬于變剛度簧。(a)多片等截面式(b)主副贊復(fù)合式C)少片變截面式(d)漸變剛度式圖1.5常見的車用鋼板彈簧結(jié)構(gòu)只吸舉只慶攀只三舉變形t(a)等剛度變形t(b)復(fù)合剛度變形t(c)漸變剛度圖1.6鋼板彈簧的剛性特性比較1六十年代前(多片式鋼板彈簧，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì))早期鋼板彈簧的典型結(jié)構(gòu)如圖1.7所示。由多片(一般為6一14片)等厚或不等厚的彈簧葉片以及彈簧夾、中心螺栓等組成，通過主葉片兩端的卷耳及騎馬螺栓分別與車架及車橋相連。在整個(gè)懸架的結(jié)構(gòu)布置中，鋼板彈簧除承受垂向載荷外，還承受所有從車橋到車架的其他載荷，包括側(cè)向力、縱向力、制動和驅(qū)動時(shí)產(chǎn)生的彎矩和由于車架和車橋相對傾斜造成的扭矩。

圖1.6鋼板彈簧的剛性特性比較1六十年代前(多片式鋼板彈簧，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì))早期鋼板彈簧的典型結(jié)構(gòu)如圖1.7所示。由多片(一般為6一14片)等厚或不等厚的彈簧葉片以及彈簧夾、中心螺栓等組成，通過主葉片兩端的卷耳及騎馬螺栓分別與車架及車橋相連。在整個(gè)懸架的結(jié)構(gòu)布置中，鋼板彈簧除承受垂向載荷外，還承受所有從車橋到車架的其他載荷，包括側(cè)向力、縱向力、制動和驅(qū)動時(shí)產(chǎn)生的彎矩和由于車架和車橋相對傾斜造成的扭矩。

.2葉片橫截面上應(yīng)力分析漸變剛度鋼板彈簧在實(shí)驗(yàn)臺上的實(shí)物圖如圖3.1所示，鋼板彈簧只受垂直方向上的力，因而在鋼板彈簧垂直于縱向軸線的截面上作用著如圖3，2所示的內(nèi)力Z以及M，。(這里忽略鋼板彈簧表面上葉片間的摩擦力，原因見后。)圖3.1鋼板彈簧實(shí)驗(yàn)受力實(shí)物圖圖3.2鋼板彈簧截面上內(nèi)力示意圖在A點(diǎn)有。::(剪應(yīng)力。:，在A點(diǎn)處為0)。在分布載荷作用下，梁在不同截面上的剪力不同

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：2765712