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钢板弹簧开题报告
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少片变截面钢板弹簧计算机模型的建立及其性能研究
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少片变截面钢板弹簧计算机模型的建立及其性能研究
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重型汽车少片变截面钢板弹簧材料的研究与应用
作者单位：
技术中心材料部
母体文献：
一汽科协金属材料、热处理学会2007首届学术交流年会论文集
会议名称：
一汽科协金属材料、热处理学会2007首届学术交流年会
会议时间：
会议地点：
主办单位：
一汽集团公司科协
在线出版日期：
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万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）(C)北京万方数据股份有限公司
万方数据电子出版社&& 免费电话：少片钢板弹簧的结构设计与疲劳寿命计算--《湖南大学》2012年硕士论文
少片钢板弹簧的结构设计与疲劳寿命计算
【摘要】：近年来，随着汽车工业的飞速发展以及人民生活质量的日益提高，对汽车平顺性提出了更高的要求。钢板弹簧作为汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，当路面的冲击力传来时，钢板弹簧产生变形，起到很好的缓冲、减震作用，当其纵向布置时还兼具导向作用，而且其工作可靠，结构简单，成本较低以及维修方便，所以被广泛运用于非独立悬架上面，但是传统的板簧重量较大，刚度也大，舒适性较差。所以，设计出一副合适的钢板板簧对整车的性能影响极大。
本文首先通过基于共同曲率法结合CAD软件设计出一份适合某汽车公司8×4货车的少片钢板弹簧，并通过有限元分析软件Hypermesh与Ansys相结合计算其在装配以及满载两种状态下的变形以及应力大小，并对其刚强度进行验证，最后运用Msc.fatigue软件对设计出的少片簧进行疲劳寿命计算。主要工作内容包括：
（1）基于少片簧的结构设计理论以及整车要求，在Autocad里面拟合每片板簧的上下两边从而建立二维模型，然后在UG里面建立少片簧的三维模型。
（2）在Hypermesh的Ansys面板下进行网格划分，在板簧与板簧以及板簧与垫片之间添加接触单元来模拟非线性接触行为。然后施加约束，计算板簧夹紧过程中的预应力以保证装配的准确性。根据实际情况施加外载荷，计算刚度、静挠度、动挠度，根据已知参数以及经验公式推算出少片簧的极限载荷，并计算少片簧在极限载荷下的应力大小，验证少片簧的可靠性。
（3）结合少片簧的疲劳载荷谱，创建材料的S-N曲线，在MSC_Fatigue软件中对所设计的少片钢板弹簧进行疲劳寿命寿命分析，确定其疲劳危险区以及疲劳寿命，并通过台架试验结果来与仿真结果进行对比，以保证仿真结果的可靠性。
本文通过运用CAE技术对少片簧进行结构设计，可以在产品投入生产之前就及时发现问题，进而可以做进一步的优化工作，缩短产品研发周期，减少成本，对产品的批量生产有重大的意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：湖南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：U463.334.1【目录】：
摘要5-6Abstract6-9第1章 绪论9-19 1.1 悬架绪论9-11 1.2 汽车钢板弹簧11-16
1.2.1 钢板弹簧基本结构及其作用11-13
1.2.2 钢板弹簧的分类13-14
1.2.3 钢板弹簧挠度选择14-16 1.3 少片簧国内外研究现状以及发展16-17 1.4 少片钢板弹簧研究背景、内容及意义17-19第2章 少片变截面钢板弹簧的结构设计19-28 2.1 整车参数19 2.2 少片变截面钢板弹簧结构参数的确定19-24 2.3 少片簧的结构力学模型24-26 2.4 钢板弹簧三维结构模型的建立26-27 2.5 本章小结27-28第3章 少片变截面钢板弹簧的有限元分析28-50 3.1 有限元理论基础28-37
3.1.1 有限元法简介28-30
3.1.2 有限元法分析过程30-34
3.1.3 有限元接触行为34-35
3.1.4 接触计算方法35-37 3.2 少片簧有限元模型37-40 3.3 模拟接触40-43
3.3.1 接触方式40-41
3.3.2 指定接触面与目标面41-43 3.4 模型约束及加载43-44 3.5 有限元结果分析44-49 3.6 本章小结49-50第4章 少片簧疲劳寿命计算50-58 4.1 疲劳基本概念50-51
4.1.1 疲劳定义50
4.1.2 疲劳的特点50-51
4.1.3 疲劳分析方法51 4.2 疲劳分析的基本步骤51-52
4.2.1 载荷谱的确定51-52
4.2.2 材料疲劳特性的确定52 4.3 少片簧的疲劳寿命仿真分析52-55
4.3.1 选择疲劳分析方法52-53
4.3.2 疲劳载荷谱53-54
4.3.3 材料的 S-N 曲线54-55
4.3.4 仿真结果分析55 4.4 少片钢板弹簧疲劳寿命试验55-57 4.5 本章小结57-58总结与展望58-59参考文献59-61致谢61
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