复合式空气悬架性能研究及其钢板弹簧分析计算

摘要

空气悬架系统以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现弹性作用。不论满载还是空载,空气弹簧中的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性。随着人们对舒适性要求的提高，空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性，正在逐步替代传统的钢板和螺旋弹簧悬架。本文对一种新型的复合式空气悬架的性能进行了研究并对其应用的单片变截面钢板弹簧进行了分析计算。 论文对复合式空气悬架采用的新型单片变截面钢板弹簧进行了理论刚度分析，推算出通用的刚度公式，并用有限元的方法对公式加以核算，验证了其可行性。为该类型的钢板弹簧设计和空气悬架设计提供了一个有用的理论公式。 采用汽车设计理论对复合式空气悬架进行结构设计，设计和选取空气悬架的主要零部件。利用多体动力学分析软件ADAMS建立悬架的仿真模型并对其进行动力学仿真分析，得到空气悬架的各项主要特性曲线，用来指导设计。 利用有限元软件ANSYS对空气悬架所采用的新型钢板弹簧三维模型进行有限元分析，确定钢板弹簧在极限载荷下的应力和应变状态，校核钢板弹簧的刚度。并模拟国家标准试验方法对钢板弹簧进行弹簧特性试验，得到钢板弹簧的刚度特性。 利用疲劳分析软件MSC.FATIGUE，用全寿命分析方法对钢板弹簧进行疲劳试验仿真分析，得到钢板弹簧在要求应力幅下的疲劳寿命。校核了钢板弹簧的疲劳强度。