少片变截面钢板弹簧刚度及阻尼特性研究

摘要

少片变截面钢板弹簧作为汽车承载的重要组成部件，与多片钢板弹簧相比具有轻量化、低噪音等优点，有助于提高汽车的平顺性和环保性，因而得到了广泛的应用，已经成为载货汽车悬架系统发展的重要方向之一。然而，由于钢板弹簧在工作过程中存在大变形、接触摩擦等非线性因素，增加了其正向设计的难度。本文将从C AE仿真及理论推导的角度对少片变截面钢板弹簧的刚度及阻尼特性进行研究，主要内容归纳如下： （1）对常见的钢板弹簧设计计算方法及其优缺点进行了分析、对比；将钢板弹簧等效为梁结构，从材料力学的角度阐述了钢板弹簧设计计算规则。探讨了两种变截面形式的少片钢板弹簧刚度和应力的设计计算方法，并进行了实例设计验证。 （2）分析了板簧在工作状态下的几何大变形和接触非线性因素，在 ANSYS workbe nc h平台中建立了钢板弹簧有限元模型。分析了螺栓预紧力对板簧应力的影响，以及钢板弹簧在不同摩擦系数、预载力等静态工况条件下的变形、等效应力及刚度，探讨了模型在正弦激振力作用下的刚度特性及迟滞特性，计算了板簧在静态和动态工况下的刚度值，并与台架刚度试验结果对比，结果表明，建立的钢板弹簧有限元模型对板簧静刚度具有较好的仿真精度。 （3）运用摩擦学理论及弯曲理论对钢板弹簧片间摩擦及簧片的弯曲变形进行了分析，建立了一种钢板弹簧力学模型，通过对板簧片间相对滑移量及片间正压力的计算，提出了一种基于钢板弹簧尺寸参数的阻尼比计算方法，并以某少片钢板弹簧台架试验为例，验证了该方法在加载振幅和频率较小的工况下，对板簧阻尼比的计算具有较好的精度。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2少片钢板弹簧概述

1.3 少片钢板弹簧的发展及研究现状

1.4 本文研究的主要内容

1.5 本章小结

第二章 少片钢板弹簧的设计计算

2.1少片钢板弹簧设计计算基础理论

2.2少片钢板弹簧设计计算步骤

2.3 算例验证

2.4 本章小结

第三章 基于有限元的少片变截面钢板弹簧刚度特性分析

3.1少片钢板弹簧有限元分析理论基础

3.2少片变截面钢板弹簧静态特性分析

3.3少片变截面钢板弹簧动态特性分析

3.4台架试验验证

3.5本章小结

第四章 少片变截面钢板弹簧阻尼特性研究

4.1阻尼理论基础

4.2摩擦理论基础

4.3弯曲梁理论基础

4.4少片变截面钢板弹簧阻尼比的计算

4.5台架试验验证

4.6本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果