基于有限元的某多片鋼板彈簧性能仿真研究.pdf

1、鋼板彈簧是汽車非獨(dú)立懸掛裝置中常用的一種彈性元件。其作用是傳遞車輪與車身之間的力和力矩，緩和由于路面不平而傳遞給車身的沖擊載荷，衰減沖擊載荷所引起的振動(dòng)，保證車輛的行駛平順性。鋼板彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，成本低廉，在懸掛系統(tǒng)中可兼起導(dǎo)向作用，因此得到極為廣泛的應(yīng)用，其疲勞特性與阻尼特性對(duì)車輛行駛的可靠性和安全性有重要意義。本文在對(duì)多片鋼板彈簧結(jié)構(gòu)應(yīng)力有限元分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行性能的模擬分析研究。 利用UG/GRIP語(yǔ)言，編寫二

2、次開發(fā)程序，建立鋼板彈簧各簧片自由狀態(tài)下的參數(shù)化三維模型。根據(jù)該型號(hào)多片鋼板彈簧的三維尺寸、曲率半徑和自由弧高等設(shè)計(jì)參數(shù)，建立每一片鋼板彈簧簧片的三維實(shí)體模型。參數(shù)化建模簡(jiǎn)化了復(fù)雜煩瑣的建模過(guò)程，為模型的修改以及其他型號(hào)鋼板彈簧三維模型的建立提供了方便。 根據(jù)建成的鋼板彈簧三維模型，利用ANSYS軟件進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分，并在兩簧片的接觸區(qū)域生成ANSYS軟件所提供的接觸單元，建立起多片鋼板彈簧的有限元模型。通過(guò)適當(dāng)?shù)奶匦赃x取，模擬

3、簧片間的非線性接觸。模擬裝配夾緊過(guò)程施加的載荷約束，并計(jì)算該過(guò)程中鋼板彈簧內(nèi)部產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，驗(yàn)證模型裝配的正確性。模擬鋼板彈簧剛度試驗(yàn)，計(jì)算裝配后鋼板彈簧的剛度，并與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果比較，驗(yàn)證模型的正確性。 利用材料的S-N曲線，并考慮鋼板彈簧實(shí)際的零部件特征對(duì)其疲勞壽命的影響，利用ANSYS疲勞分析模塊進(jìn)行疲勞計(jì)算，確定出鋼板彈簧的疲勞危險(xiǎn)區(qū)域以及疲勞壽命，并與試驗(yàn)得出的疲勞壽命做對(duì)比。根據(jù)機(jī)械振動(dòng)學(xué)原理，對(duì)鋼板彈簧進(jìn)行阻尼特性仿