汽车钢板弹簧的有限元分析.pdf

制造业信他
机械研究与应用?
汽车钢板弹簀的有限元分析
耿雪霄
广西工学院鹿山学院,广西柳州545616
摘要:童点介绍重载汽车钢板弹的有限元分淅方法。通过对国内汽车钢板弹簧在应力、应变分析,刚度和疲劳性
能分析等方面进行 ANSYS软件应用的研究,说明借助 ANSYS软件的优化模块可达到优化设计的效果。
关健调:钢板禅簧; ANSYS软件;有限元分析
中因分类号:U463
文献标识码:A
文章编号:1007-4414(2012)01-0134-02
Finite element analysis of armor plate leaf spring of automobile
(Lushan ollege, Gwangxi university of technology, Lihou, Guangxi 545616, Chin
Abstract This paper focuses on the introduction of the finite element analysis method for automobile armor plate leaf spring
Through the application research of ANSYS software of the domestic automotive leaf spring in stress, strain analysis, stiffness
and fatigue performance analysis and other aspects, it proved that the designer can achieve the optimized design effect by AN
SYS soft ware optimization module
Key words: leaf spring; ANSYS software; finite element analysis
穹
结果与实际之间有很大的差别。
钢板弹簧是钢板弹簧悬架的弹性元件,并兼起导3钢板弹簧的有限元分析法
向机构的作用,是重载汽车的易损件,其优劣性决定
李敏兰应用 ANSYS有限元软件,在考虑片间
着汽车的安全性能。因此,钢板弹簧的优化设计在产接触及其几何非线性的情况下,对某多片等截面钢板
品研发过程中是至关重要的。
弹簧在不同加载状况下的刚度及应力分布进行了计
重载汽车钢板弹簧设计分析的方法有传统解析算。利用有限元计算得到的刚度值与共同曲率计算
法和CAE(计算机辅助工程)法。传统法不考虑多种法所得到的值差不多,说明片间摩擦力对钢板弹簧的
非线性因素,其计算结果与实尿有很大差别。CAE刚度值影响不大,而且钢板弹簧的刚度值随载荷的增
法不需任何假设,按钢板弹簧各片实际的几何结构和大而缓慢减小。钢板弹簧平均应力随載荷增大的变
材将的条件,并考虑大变形、接触和摩擦等情况进行化情况:用中心螺栓夹紧后,弹贅的装配预应力最大
计算分析,求出接触压力、应力响应和刚度,从而设计值出现在主片中部,且主片的弧高变大;有限元法在
出合理的几何尺寸及整体刚度。CAE技术中有限元充分考虑钢板弹簧变形时的片间摩擦力时得到的相
分析是应用最广泛、最实用的。
同載荷下的最大应力值与共同曲率传统法得到的最
2钢板弹簧的传统分析法
大应力值偏大,且最大应力值均处于钢板弹簧片间接
传统方法是解析法,主要的是共同曲率法和集中触表面。
载荷法,应用的是工程材料线性梁理论。共同曲率法
定能根“采用 ANSYS有限元软件对某客车前悬
是简化为梯形单片弹簧的模型进行计算,即在任何载架钢板弹簧建立1/2几何模型,进行单元分和载荷
荷下,钢板弹簧各片彼此沿整个长度是无闾隙接触,的施加,并考虑叶片间接触、正压力和摩擦力,最后进
在同一截面上具有相同的曲率。该方法导致计算行静力求解和后处理,得到钢板弹簧迟滯特性的分
最末几片应力时会产生较大的误差和備大的弹簧刚析:钢板弹簧片间的摩擦系数为定值,迟滯程度随
度。集中载荷法是假设模型在任何载荷下,钢板弹簧载荷加大而愈加明显;对于简谐激振,钢板弹簧等效
各片只在端点接触?。该方法计算得到的各片应力阻尼与静平衡位置加载过程和卸载过程的载荷差值
与实测的相差较大,而板簧刚度一般偏小。
成正比,而与激振频率和振幅都成反比,钢板弹簧尤
传统方法过于简化,未考虑工作过程中的大变其对低频小振的激振具有更大的等效阻尼作用。
形、各叶片间的接触等多种非线性因素,因此其计算
朱茂桃使用钢板弹的1/4来建立有限元模
甚金项目:广西壮族自治区教育厅2011年新世纪教改项目(2011359)
收稿日期
作樹简介:雪霄(1980-),女,浙江台州人,讲师,研究方向:机械设计与理论
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