汽车平衡悬架少片变截面钢板弹簧cae分析与研究

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1、分类号密级汽车平衡悬架少片变截面钢板弹簧CAE分析与研究研究生姓名：张志强指导教师姓名、职称：银金光教授学科专业：机械工程研究方向：数字化制造及装备技术湖南工业大学二〇一五年六月十四日分类号丨密级•汽车平衡悬架少片变截面钢板弹簧CAE分析与研究AnalysisandResearchofCAEfortheBalancedSuspensionTaperLeafSpringofAutomobile研究生姓名：张志强指导教师姓名、职称：银金光教授学科专业.•机械工程研究方向：数字化制造及装备技术论文答辩日期_委员会主湖南工业大学.〇一五年六月十四日

2、湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名1名f-n曰期：年月曰湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；

3、学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名会&日期：年月日摘要钢板弹簧是重型载重汽车平衡悬架系统中重要的弹性元件，关乎重型载重汽车的平顺性和节能性。少片变截面钢板弹簧相比于传统多片等截面钢板弹簧质量更轻、平顺性更好，逐渐得到越来越多的重型车辆使用。少片变截面钢板弹簧精益设计和疲劳寿命预测，是体现悬架性能和安全的两个重要方面，CAE技术的发展为解决这些问题提供了有力的工具。本文通过对某平衡悬架少片变截面钢板弹簧的CAE分析研究，提供了从优化设计、精确建模到有限元分析以及一体化疲劳寿命仿真的整套流程，较好的完成了精益设计

4、和数字化寿命预测，为平衡悬架少片变截面钢板弹簧的设计和性能研究提供一定的借鉴。具体所做工作如下：研究了两种结构形式的少片变截面钢板弹簧，并利用MATLAB软件对本次所设计板簧进行了参数优化。对于少片变截面钢板弹簧三维模型的建立，提出了更加简捷精确的Pro/E骨架折弯建模方法，并进行了分析验证。根据现代接触动力学相关理论，考虑大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素，在ANSYSWorkbench15.0中建立了少片变截面钢板弹簧的有限元模型，完成了板簧强度和刚度校核，探究了过渡段圆弧半径大小对板簧特性的影响，并对不同摩擦系数下的板簧应力分布、

5、变形量、刚度和偏频进行了分析研究。研究了疲劳寿命分析的基本理论，确定了少片变截面钢板弹簧疲劳寿命分析方法。在综合考虑粗糙度、热处理和喷丸处理对板簧疲劳寿命影响的基础上，联合ANSYSWorkbench与Designlife按照实际实验条件，对板簧进行了精确的一体化疲劳寿命仿真。按照相关标准，对本次设计的少片变截面钢板弹簧进行了台架刚度实验和疲劳实验，验证了有限元分析与疲劳寿命仿真方法的正确性。关键词:少片变截面钢板弹簧，优化设计，疲劳寿命仿真，有限元分析IABSTRACTLeafspringisaimportantelasticelemen

6、tforheavytrucksuspensionbalancesystem,whichisasignificantfactortothecomfortandenergysavingofheavytruck.Taperleafspringismorelighterandbettercomfortcomparedtotraditionalleafspring,whichwaswidelyusedinheavyvehicles.ThesuspensionperformanceandsafetyofTaperleafspringcanberefle

7、ctedbyleandesignandfatiguelifeprediction,thedevelopmentofCAEtechnologycanprovideapowerfultooltosolvetheseproblems.AccordingtotheCAEinvestigationofataperleafspringinabalancedsuspensionsystem.Thispaperpresentsacompleteprocessforit,whichincludeoptimizationdesign,precisemodeli

8、ngandfiniteelementanalysis,andthefatiguelifesimulationoftheintegration.Thenleandesignandd