基于ABAQUS的帘线参数对汽车空气弹簧垂向刚度影响的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究．基于ABAQUS的帘线参数对汽车空气弹簧垂向刚度影响的研究★屠德新1黄昌文2陈毛权2魏道高1(1．合肥工业大学；2．安簧机械股份有限公司)【摘要】运用非线性有限元分析软件ABAQUS建立膜式空气弹簧有限元模型。计算其垂向刚度特性。讨论帘线角、帘线层间距、帘线层数等安全气囊帘线参数对空气弹簧垂向刚度特性的影响。将0．3MPa和0．5MPa空气弹簧垂向刚度曲线与试验曲线进行了比较，结果表明，计算值与试验值比较吻合．证明该模型正确，仿真结果有效。主题词：空气弹簧有限元模型垂向

2、刚度帘线参数中图分类号：U461．6文献标识码：A文章编号：1000—3703(2011)02—0010—04StudyontheInfluenceofCordParametersontheVerticalStifinessofAirSpringsforvehiclesbasedonABAQUSTuDexin，HuangChangwen，ChenMaoquan，WeiDaogao(1．HefeiUniversityofTechnology；2．AnhuiSpringMachineryCo．，LTD)【Abstract]AFE

3、Amodelofdiaphragmtypeairspringswasestablishedwithnon-linearFEAsoftwareABAQUS．Themodel’Sverticalstiffnesswascalculatedandanalyzed．Theinfluenceofthecordparametersofairbag，suchascordangle，thedistanceandnumberofcordpliesonverticalstiffnesscharacteristicsoftheairsprings

4、wasdiscussed．Theverticalstiffnesscurveofboth0．3MPaand0．5MPaairspringwerecomparedwithtestcurve．Theresultsshowthatthecalculatedresultsagreewellwithtestresults，whichprovesvalidityofthismodelandthesimulationresuh．Keywords：AirSpring，FiniteElementModel，VerticalStiffness，

5、CordParameter限元模型对空气弹簧刚度特性进行仿真分析，研究1前言不同充气压力、帘线角、帘线层间距、帘线层数和帘空气弹簧是在柔性密闭容器中充入压缩空气．线弹性模量等气囊帘线参数对空气弹簧垂直刚度特利用空气可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹性的影响．从而为空气弹簧的数字化设计提供参考。簧。因空气弹簧具有变刚度、自振频率低、高度可控2膜式空气弹簧的结构和技术指标以及良好的降噪和隔振性能等特点，作为弹性元件应用于汽车悬架能取得良好的整车性能l11．因此空空气弹簧结构如图1所示，主要由上盖板、气囊、气弹簧在欧美发达国家已经

6、广泛应用于乘用车和下底座和应急囊组成，气囊部分由橡胶、帘布层组成，商用车在国内．许多高档客车也采用了空气弹簧是一种层状复合材料结构气囊由内层橡胶、外层橡悬架。胶、帘线层(图2)和成型钢丝圈硫化而成。应用有限元法分析空气弹簧的难点在于怎样处理气囊中的材料非线性、几何非线性以及和部件之间的接触非线性等问题。因为这些属于有限应变范匿畴．依据小变形理论的传统有限元法不再适用翻。本研究采用非线性有限元软件ABAQUS建立有效的有图1空气弹簧结构示意$安徽省科技厅产学研项目(2010QTXM0268)。一l0一汽车技术学兔兔www.xu

7、etutu.com．设计．计算．研究．4．2气囊帘线层的模拟ABAQUS有限元软件提供了处理加强结构的外层橡胶Rebar单元这种单元用于增强帘线复合材料的几何和物理非线性分析效果极好[81。如图3所示，本文帘线层1帘线层2应用Rebar与Rebar之间的距离来模拟帘线间距，内层橡胶用Rebar的横截面积定义帘线层厚度．用Rebar距壳单元中性面的距离定义帘线层数．用Rebar在壳图2气曩结构单元坐标系下的布置角度模拟帘线角。只要在本文研究的某型号商用车膜式空气弹簧部分技ABAOUS中设定Rebar的几何特性和材料特性，便术指

8、标如下：工作气压0．3～0．7MPa，工作行程200可建立空气弹簧帘线层mm．总成设计高度275mm。下活塞直径230mm，上盖板直径340mm距3非线性分析壳单元在空气弹簧建模过程中要充分考虑大变形位移中性面中存在的几何、材料、状态非线性问题。a．橡胶材料非线性采用非线性特性材料模型来描