先根据非线性接触动力学理论,分析汽车板间接触和摩擦情况,提出了基于片间接触分析的钢板弹簧建模方法,将有限元法和多体动力学法相结合,并引入小种群遗传算法对钢板弹间接触和摩擦参数进行反求,并建立了某重型卡车的钢板弹簧多体动力学模型。
然后对建立的钢板弹簧模型进行刚度特性分析,并根据汽车板簧台架试验方法中的要求,对某重型卡车平衡悬架的钢板弹簧进行了刚度特性试验,确定其刚度值,将试验结果与动力学结果进行对比分析,结果显示,在加载过程中试验曲线与曲线基本吻合,且结果与试验结果的相对误差仅为0.79%,证明了该钢板弹簧动力学模型的正确性。将模型与离散梁单元的钢板弹簧模型进行了对比,结果显示模型具有更高的精度。
后,将所建立的钢板弹簧动力学模型应用于简化的某重型卡车整车模型,建立简化的某重型卡车的多体动力学刚柔祸合模型。对该整车多体动力学刚柔祸合模型进行脉冲平顺性和静侧翻稳定性分析,并进行整车脉冲平顺性和静侧翻稳定性试验,以获取实际工况的试验数据和曲线。实车试验结果与结果对比可知曲线与试验曲线的基本吻合,且脉冲平顺性分析的相对误差为9.97%,静侧翻稳定性分析的相对误差为4.75%。
钢板弹簧主要分为两类:多片簧由很多片长度不等,宽度不等的钢片叠加起来的;少片簧是由两端薄中间厚、相等宽度相等长度的钢片所叠加起来的。不同的种类有不同的作用,可以应用到不同的环节中。钢板弹簧一般情况下都是纵向放置的,由很多不同长度的弹簧钢板片组成的。片为主片,两端都有卷耳,前端的卷耳用销子与前方支架连接,形成了固定的连接点。因此除了承受重力负荷外,还可以向纵向、横向传递负荷,后端的卷耳一般会与挂在后支架上的可以自由摆动的吊耳相连接,这样就能保证钢板弹簧在工作变形时两端卷耳之间的距离可以改变。
汽车板簧的主要功能是作为汽车悬架系统的弹性元件,此外多片弹簧的片间摩擦又起作系统的阻尼作用,多数汽车板簧通过卷耳和支座兼有导向作用。但就其基本的受力情况及结构特点,汽车板簧具有以下两个基本特征: 1、无论汽车板簧以什么形式装在汽车上,它都是以梁的方式在工作,也就是说它的主要受力方向垂直于钢板弹簧长度。同时,由于受变形相对其长度很小,因此可以利用材料力学中有关小挠度梁的理论,即线性原理来进行分析计算。 2、汽车板簧装在汽车上所承受的弯矩,基本上是单向载荷,因而其弯曲应力也是单向应力。 加工工艺 汽车板簧的加工工艺路线:下料--校直--钻孔--卷耳--淬火+中温回火--喷丸--装配--预压缩。 折叠板簧淬火 淬火是使钢强化的基本手段之一,将钢淬火成马氏体,随后回火以提高韧性,是使钢获得高综合机械性能的传统方法。 汽车板簧的工作能力一般取决于强度和刚度,汽车板簧经过淬火,使汽车板簧的刚度强度都提高了,从而更加耐用,质量更高。
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