少片变截面汽车钢板弹簧灵敏度分析

《少片变截面汽车钢板弹簧灵敏度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第7期机械设计与制造2014年7月MachineryDesign&Manufacture91少片变截面汽车钢板弹簧灵敏度分析何彬(湖北理工学院机电工程学院，湖北黄石435003)摘要：少片变截面钢板弹簧能有效减轻汽车自身重量。在少片变截面钢板弹簧的设计中，传统的刚度和应力计算很少考虑到片间非线性接触问题。提出将灵敏度分析方法与有限元仿真相结合来实现少片变截面钢板弹簧的合理设计。首先通过灵敏度分析方法确定影响刚度或应力的关键尺寸或参数，其次考虑片间的实际接触状态进行有限元仿真分析，并根据分析结果提出少片变截面钢板弹簧设计

2、的改进策略，以最终满足轻量化的同时提高少片变截面钢板弹簧的力学性能。关键词：变截面钢板弹簧；灵敏度分析；接触；有限元；仿真；Abaqus中图分类号：TH16；U463．33文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0091—03SensitivityAnalysisandSimulationofTaperLeafSpringHEBin(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，HubeiPolytechnicUniversity，HubeiHuangshi4

3、35003，China)Abstract：Smallpiecetaperleafspringishelpfultoreducetheweightofvehicle．Inthetraditionaldesignofsmallpiecetaperleafspring,theproblemofnonlinearcontactbetweenleisseldomconsideredinthecomputationofstifnessandstress．Sensitivityanalysisandfiniteelementssim

4、ulationarecombinedtorecdizeacomparativereasonabledesignforsmallpiecetaperlespring．First,thekeydimensionsorparametershavinggreateffectOnstiffnessandstressaredeterminedbyhelpsofsensitivityanalysis．Second,finiteelementanalysisisconductedinconsiderationofactualconta

5、ctsituationbetweenleaf,．Accordingtotheresultofanalysis，theimprovementofdesignforsmallpiecetaperleofspringisputforwardtoenhanceitsmechanicalpropertywhiletherequirementoflightweightissatisfied．KeyWords：TaperLeafSpring；SensitivityAnalysis；Contact；FiniteElement；Simu

6、lation；Abaqus仅考虑一半，端部和根部均不加厚。1引言根据等应力梁的理论I3]，可以得到，钢板弹簧的刚度和最汽车钢板弹簧是汽车中广泛应用的弹性元件和重要的高负荷大应力计算模型，分别如式(1)式(2)所示：安全部件『II。一辆中型载货车的钢板弹簧总质量约(200--300)kg，占汽车总质量的10％以上；通过减少钢板弹簧质量来降低汽车悬架：——一(1)系统总成的质量，是有效降低到汽车自身质量的重要途径之一日。相l1+I)(一1)l比多片等截面钢板弹簧，少片变截面钢板弹簧可以明显减轻重量，但是对于单片变截面弹簧而

7、言，其承载能力要求更高。在外载荷和一：一百(2)材料确定的前提下，簧片和总成结构是决定刚度和应力等重要性能式中：E-_弹性模量；，r片数；P_满载载荷；6—簧片宽度；—变指标的关键；因此，须有效地分析结构参数对钢板弹簧力学性能的形系数；—修正系数，其余尺寸符号可参照文献。影响。由于钢板弹簧在工作中产生大变形，各片间存在复杂接触，其一般来说，当簧片构型与材料确定之后，弹性模量、变形系实际工作过程属于非线性接触响应过程，传统的刚度或最大直力计数与修正系数都可以看做定值。为了分析不同结构参数对刚度和算难于考虑这种复杂接触状态

8、的影响。综合运用灵敏度分析方法最大应力的影响程度，采用灵敏度分析方法；所谓灵敏度分析是与考虑片间接触问题的有限元仿真，提出改进少片变截面钢板弹簧研究与分析一个系统(或模型)的状态或输出变化对系统参数或设计的具体措施，在实现轻量化同时寻求力学性能的改善。周围条件变化的敏感程度的方法。通过灵敏度分析可以决定哪些2灵敏度分析方法参数对系