鋼板彈簧是汽車的重要部件。相比較與傳統(tǒng)多片簧,少片變截面鋼板彈簧在滿足基本要求的基礎(chǔ)上,質(zhì)量輕、平順性更好,而逐漸地被應(yīng)用于載貨汽車。對少片鋼板彈簧進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,提高其可靠性,有利于減少資源的使用,符合輕量化發(fā)展趨勢�；诖�,本文對高應(yīng)力少片變截面鋼板彈簧進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、仿真分析、試驗(yàn)驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)研究,主要研究內(nèi)容有:(1)以質(zhì)量最優(yōu)化為目標(biāo),基于約束條件,使用MATLAB軟件進(jìn)行優(yōu)化計算,得到最優(yōu)設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù);對幾種建模方法比較,提出簡便精確的建模方法-預(yù)壓式建模方法,并結(jié)合裝配完成后各片簧兩端部緊密貼合的要求,對自由狀態(tài)的各片簧端部進(jìn)行合理設(shè)計。(2)基于CAE分析軟件,對設(shè)計的少片簧進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析,并與后續(xù)的試驗(yàn)對比驗(yàn)證,驗(yàn)證所設(shè)計板簧滿足其強(qiáng)度、剛度要求。(3)建立板簧柔性體模型,求解板簧動剛度,驗(yàn)證所設(shè)計板簧動剛度滿足設(shè)計要求,并分析加載頻率對板簧動力學(xué)特性的影響。在主片簧卷耳處添加摩擦,調(diào)節(jié)摩擦接觸參數(shù),分析卷耳處干摩擦對板簧動力學(xué)的影響,為后續(xù)分析卷耳處干摩擦對單片簧疲勞壽命的影響做鋪墊。(4)對板簧疲勞特性進(jìn)行分析,并結(jié)合加工工藝影響,對仿真壽命進(jìn)行修正,與試驗(yàn)進(jìn)行對比,驗(yàn)證所設(shè)計板簧疲勞壽命滿足要求。(5)在驗(yàn)證所設(shè)計板簧滿足強(qiáng)度、動靜剛度、疲勞特性要求的基礎(chǔ)上,使用第五章疲勞分析方法,分析卷耳處干摩擦對單片簧疲勞壽命的影響,并通過使用滾花銷軸的方式改變摩擦系數(shù),與單片簧裝配后進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在總結(jié)分析變截面單片簧實(shí)驗(yàn)失敗的基礎(chǔ)上,對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修正完善,實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本驗(yàn)證了主片簧疲勞壽命隨卷耳處摩擦系數(shù)增大而減小的結(jié)論,隨后基于試驗(yàn)結(jié)果并根據(jù)板簧實(shí)際加工過程對該實(shí)驗(yàn)的可靠性與穩(wěn)定性進(jìn)行了探討分析。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.33
【部分圖文】：

以傳統(tǒng)方法對少片變截面鋼板彈簧進(jìn)行設(shè)計時，首先根據(jù)自己以往經(jīng)驗(yàn)對尺寸參數(shù)預(yù)估計，然后把其帶入公式反復(fù)驗(yàn)算，直到設(shè)計的尺寸參數(shù)同時滿設(shè)定的強(qiáng)度、剛度等要求。顯然這種方法需要很多的時間進(jìn)行慢慢調(diào)試，耗且精度不高難以獲得理想的設(shè)計方案，也難以獲得最優(yōu)的三維模型。為克服缺點(diǎn)與問題，故采用最優(yōu)化數(shù)學(xué)方法結(jié)合 MATLAB 數(shù)值分析軟件進(jìn)行最優(yōu)化。本文結(jié)合少片簧的理論基礎(chǔ)，運(yùn)用 MATLAB 軟件對該少片簧進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計對其三維模型的建模方法進(jìn)行了對比探究，經(jīng)對比選用較為精確地建模方法少片變截面鋼板彈簧進(jìn)行建模。.1 數(shù)學(xué)模型根據(jù)材料力學(xué)知識，想要最大化地節(jié)約材料應(yīng)該使用等應(yīng)力梁形式[48].下面物線形式和梯形變截面式兩種少片簧進(jìn)行分析，為簡便起見取 1/2 模型。.1.1 按拋物線形變化拋物線形板簧簡圖如圖 2.1 所示。

12321bhJ （mm）；b 為鋼板寬；321k 1 (h/h)。如果計算加緊剛度只需使用有效長度 Le2-2）中的 L 值即可，有效長度 Le即工作時鋼板彈簧變形的有效長度，與有關(guān)。拋物線變截面鋼板彈簧在拋物線區(qū)段任意截面處的應(yīng)力相等，其值為：221 6 Pl/bh（雖然拋物線形變截面鋼板彈簧材料利用率極高，但是該板簧端部不能承，而且板簧在實(shí)際加工過程中由于工藝的限制和其他一些實(shí)際限制導(dǎo)致板彈簧厚度變化不能嚴(yán)格按照理想拋物線形狀變化，故大多數(shù)情況下，面鋼板彈簧的設(shè)計多采用梯形變截面式。 按線性變化梯形變截面簧簡圖如圖 2.2 所示。

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文插入-高級-骨架折彎；設(shè)置骨架線；選擇建模要選取的實(shí)體或面組；繪制骨架線；確定折彎骨架線的起始位置與最終位置；生成最終變截面模型法只適用于折彎前模型是平直狀態(tài)，而該板簧第一面處需要設(shè)計打彎，第一片需要向上打彎，第三片
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2851896