厚度对变截面钢板弹簧应力分布的影响-论文.pdf

《厚度对变截面钢板弹簧应力分布的影响-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第4期武汉理工大学学报(交通科学与工程版)V01．38No．42O14年8月JournalofWuhanUniversityofTechnologyAug．2O14(TransportationScience＆．Engineering)厚度对变截面钢板弹簧应力分布的影响唐俊琦朱晨虹(武汉理_T=大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070)摘要：为了研究在相同厚度比下不同的根部厚度，以及在相同根部厚度下不同的厚度比对变截面钢板弹簧应力分布的影响，建立变截面钢板弹簧的1／2有限元模型．结果表明，随着钢板弹簧厚度的增加，应力分布越均匀；而

2、随着厚度比的减小，应力分布越均匀．但是厚度比越大，其对应力分布的影响越小．用合适的厚度与厚度比对某一种钢板弹簧总成优化，通过对比分析，验证厚度对变截面钢板弹簧应力分布的影响．关键词：厚度；厚度比；有限元；应力分布中图法分类号：TH135+．2doi：10．3963／j．issn．2095—3844．2014．04．0470引言簧的应力分布，对比分析厚度的变化对钢板弹簧应力的影响．相比传统的钢板弹簧，变截面钢板弹簧片数少、质量轻、疲劳寿命长，而且它对整车的轻量化1有限元模型和提高整车舒适性和平顺性有着十分重要的意1．1模型描述义．变截面钢板弹簧是根据等应

3、力梁的原理制造的，即是变截面钢板弹簧应力分布要较为均匀．但变截面钢板弹簧是梯形结构且为对称体，所改变几何尺寸会改变应力分布，钢板弹簧受车型以取钢板弹簧的1／B进行建模．这里利用有限元的限制，长度和宽度不宜改变，因此研究厚度对变分析软件ABAQUS建立参数化模型，以便快速截面钢板弹簧应力分布的影响是有意义的．建立不同厚度的钢板弹簧模型．变截面钢板弹簧对于变截面钢板弹簧，已经进行了很多的研模型建模较为简单，建模的关键在钢板弹簧的下究．文献[1]探讨了变截面钢板弹簧的结构形式，表面．每片钢板弹簧有一定的曲率，由于横截面的推导了刚度和质量的设计公式．文献[2—

4、6]应用有变化，钢板弹簧的下表面就成为了一个特殊的曲限元的分析方法分析了少片变截面钢板弹簧的力面．解决的方法是在变截面区的下表面在纵向选择学特性．文献E7]根据比例尺效应，讨论了变截面几个特征点，再用样条曲线来拟合，见图1．钢板弹簧最大应力点的选择问题．文献[8]利用弹性多体动力学模型分析变截面钢板弹簧迟滞特性与动应力．文献[9]用等效一维系统分析变截面钢板弹簧．其中，还没有通过改变变截面钢板弹簧的图1变截面钢板弹簧1／2模型厚度来研究变截面钢板弹簧的应力分布的研究．钢板弹簧受力弯曲属于大变形过程且不会达利用用有限元分析方法来揭示厚度对钢板弹到塑性变形

5、，所以应该是非线性弹性力学分析．使簧加载后应力分布的影响．通过建立多个不同厚用8节点减缩积分(C3D8R)单元为钢板弹簧划分度的钢板弹簧模型计算，得到不同厚度下钢板弹网格，其中的减缩积分和沙漏控制可以提高计算收稿日期：2Ol4一O5O7唐俊琦(1989一)：男，硕士生，主要研究领域为汽车轻量化第4期唐俊琦，等：厚度对变截面钢板弹簧应力分布的影响·915·效率．钢板弹簧材料使用60Si2Mn，板簧长度为660mm，曲率半径为2000mm，弹性模量和泊松比分别为206GPa和0．3．1．2约束条件及载荷在钢板弹簧模型的下表面中央平直段施加固定约束，对其上表

6、面不施加约束，任其自由变形．同时在钢板弹簧端部施加垂直向下的线载荷模拟钢图2变截面钢板弹簧应力云图板弹簧加载过程．对于不同厚度的钢板弹簧施加相取所有节点，得到最大应力在钢板弹簧长度方向同载荷，这样使钢板弹簧的应力分布具有可比性．的分布曲线，见图3．可以看出不同厚度下钢板弹簧的应力分布十分类似，而且应力分布较为复杂2结果与分析且是高度非线性的．应力首先显著地增长，之后增长缓慢，也就是说这一段的应力分布比较平缓．在2．1计算条件变截面区后部应力再次快速增长达到峰值后开始钢板弹簧厚度比)，为钢板弹簧的端部厚度下降．在骑马螺栓要夹紧的中间段时应力快速的()与根

7、部厚度(^)之比．用有不同厚度比和根下降，在根部附近应力下降趋于平缓直至应力最部厚度的钢板弹簧其应力分布也不相同．这里为小点．总体上看，这一半的钢板弹簧模型的应力分分析厚度与厚度比对应力分布的影响，分为5种布近似为“n”形，即端部和根部的应力值小，中间不同的厚度比和五种不同的根部厚度来计算．变截面区应力值大．条件1：)，一0．3；h2—12，13，14，15，16mm；h一3．6，3．9，4．2，4．5，4．8mm．条件2：7—0．4；h2—12，13，14，15，16mm；hl一4．8，5．2，5．6，6，6．4mm．条件3：)，一0．5；h2—12

8、，13，14，15，16mm；h1—6，6．5，7，7．5，8ITIII1．条件4：)，=0．