基于ANSYS的汽车钢板弹簧非线性有限元分析.pdf

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1、第55卷第3期V01．55No．3农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2017年3月March2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．03．010基于ANSYS的汽车钢板弹簧非线性有限元分析孙学民，魏庆檀，辛昌然(252000山东省聊城市聊城大学机械-q汽车工程学院)[摘要]钢板弹簧以结构简单、工作可靠、价格低廉等优点广泛应用于汽车上。其工作过程中的大变形、摩擦、叶片间接触等非线性因素为设计提供了重要参考。通过ANSYS有限元分析软件对汽车钢板弹簧建立了不同摩擦因数的有限元模型，分别对各个有限元

2、模型施加了载荷。栽荷的施加分为两步，第一步为预紧力载荷，第二步为工作压力栽荷。根据计算出的有限元模型位移云图和等效应力云图，分析了不同摩擦因数对钢板弹簧等效应力和位移响应的影响。为钢板弹簧的设计提供了参考。[关键词]钢板弹簧；摩擦因数；等效应力；位移[中图分类号]U463．33"4．1[文献标志码】A[文章编号]1673—3142(2017)03—0043-04NonlinearFiniteElementAnalysisofAutomobileLeafSpringBasedonANSYSSunXuemin，WeiQingtan，XinChangran(SchoolofMechanicalan

3、dAutomotiveEngineering，LiaochengUniversity，LiaochengCity，ShandongProvince252000，China)[Abstract】Leafspringiswidelyusedincarswithadvantagesofsimplestructure，reliableoperationandlowcost．Thenonlinearfactorsduringitsworkprocesssuchasbigdeformation，friction，contactbetweenleavesprovideanimportantreferenc

4、eforthedesign．ByANSYSfiniteelementanalysissoftware，finiteelementmodelsofautoleafspringwithdifferentfrictionfactorsarees—tablished．andimposedwithvariousloads．kadisimposedintwosteps，thefirststepforpre-tighteningforceload，andthesec—ondstepforthepressureofworkload．Accordingtothecalculateddisplacementne

5、phogramandequivalentstressnephogramofthefiniteelementmodels，theinfluenceofdifferentfrictionfactorsonleafspringstiffnessanddisplacementresponseisanalyzed，whichprovidesreferenceforthedesignofleafspring．[Keywords】leafspring；frictionfactor；equivalentstress；displacement0引言随着汽车技术的不断成熟，大部分轿车采用了独立悬架结构．然而由于

6、钢板弹簧结构简单、工作可靠、价格低廉等优点，小部分轿车和大部分载货汽车依然采用钢板弹簧作为悬架弹性元件[1-2]。钢板弹簧不仅仅是汽车的悬架弹性元件，还是汽车悬架的导向装置。其一端与汽车车架通过铰链连接，可以传递工作压力，起到摩擦减震的作用。它的工作原理为：当钢板弹簧所受的垂直载荷由车身传递给车架．车身与车架的间距变小时，钢板弹簧各钢板因受力而变形，呈现出向上弯曲的趋势；当钢板弹簧所受的垂直载荷由车身传递给车架，车身与车架的间距变大时，钢板弹簧各钢板因受力而变形，呈现出向下弯曲的趋势。收稿13期：2016-09—03修回日期：2016—09—12汽车钢板弹簧工作过程中存在着大变形、摩擦、叶片

7、间接触等非线性因素口]。本文利用ANSYS有限元分析软件对钢板弹簧建立有限元模型．在各钢板的接触面上添加接触单元来模拟钢板间的摩擦。对有限元模型先施加预紧力来模拟中间夹紧螺栓夹紧各钢板时钢板弹簧发生的形变和应力响应，再施加工作压力来模拟在钢板指定距离施加钢板弹簧作用力的情况。改变各有限元模型的摩擦因数计算出对应的位移云图和等效应力云图，分析出摩擦因数对钢板弹簧等效应力和位移响应的影响。1有限元模型的建立本文所