重型汽车空气悬架系统推力杆热铆接结构优化

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1、中北大学学位论文重型汽车空气悬架系统推力杆热铆接结构优化摘要重型汽车是重要的生产资源和战略物资，与国民经济发展和国防现代化建设密切相关，并且广泛应用在国防建设和国民经济的各个领域，在整个汽车行业中的地位和作用是不可替代的。所以，对于重型汽车在运输过程中的安全性，是必须关注的问题。平衡悬架系统是为了减弱汽车在行进过程中产生的震动，能够提高汽车驾驶过程中车辆的稳定性以及舒适度，还可以对道路进行保护。一般来说，平衡悬架系统都会采用6-8个推力杆来组成多连杆结构，然后配合弹簧以及一些钢板一起来承受汽车的作用力和力矩。钢板和弹簧是承受和地面垂直方向上力的

2、作用，而推力杆则是负责承受车身横向和纵向两方面的载荷以及汽车在不同路况上复杂的扭矩，定位车桥之间以及车桥和车架之间的相对位置，推力杆强度的好坏直接影响到汽车行驶过程中的安全性。推力杆在热铆接过程中，对球头轴的波纹数量、波纹尺寸、套管内外径尺寸、加热温度以及压力机压力等参数精度要求比较高，其中波纹尺寸、数量等铆接结构对铆接后性能影响很大，突起结构形式不好会导致载荷下突起的承载力不均匀，且容易产生滑脱现象，最终影响推力杆的安全稳定性。本文对推力杆球头和套管之间的热铆接结构进行优化，提高热铆接后推力杆的综合性能，并且满足推力杆在铆接位置的受力总成的要

3、求，得到铆接性能良好的推力杆，减少了推力杆因铆接情况不好而导致的失效问题，通过运用比较成熟的有限元分析的方法，对推力杆热铆接部位进行结构优化，主要对以下内容进行研究并且展开论述：（1）通过理论力学的方法分析热铆接完成后推力杆铆接部位的各个参数，得到铆接部位突起数量n、突起尺寸D、d以及球头杆部和套管接触面积之间的相互关系，并对整车模型进行简化，分析推力杆总成在不同工况下的受力情况，为有限元边界条件和载荷输入做前期准备。（2）将推力杆铆接部位的模型在Abaqus有限元分析软件中进行轴对称建模并进行前处理分析，其中包括材料的选择，边界条件的限制，以

4、及载荷的施加大小，最终得到铆接部分有限元分析模型，并且通过软件的分析计算得到推力杆铆接后应力应变云图和中北大学学位论文数值。（3）根据有限元软件对铆接后的分析结果，对原来铆接结构进行优化分析，提出优化方案。（4）对优化后方案进行有限元软件分析计算，得到最优的改进结果并进行试验。在原有的推力杆铆接部位基础上，对咬合的突起形状改变成圆锥形以及梯形形状。并且对这两种方案的圆锥锥度以及梯形底边与侧边夹角都提出三种不同的子方案，这六种子方案都是对原推力杆铆接部位的结构进行形状改变，所以在施加相同的载荷下不同的圆锥锥度以及梯形底边侧边、夹角角度对铆接部位的

5、最大应力值有直接的影响。推力杆铆接情况是否良好，直接影响到推力杆整体疲劳寿命以及重型汽车在行进过程中的安全，本文所研究的内容涉及到推理杆热铆接结构优化以及推力杆铆接的有限元分析方法，为推力杆热铆接结构设计以及应用推广提供了理论依据。关键词：推力杆热铆接，结构优化，力学分析，有限元分析中北大学学位论文HeavydutytruckairsuspensionsystemthrustrodwarmrivetingstructuredesignAbstractHeavydutytrucksareimportantproductionresourcesan

6、dstrategicmaterialswhicharealsocloselyrelatedtothenationaleconomicdevelopmentandthemodernizationofnationaldefenseconstruction.TheyarewidelyusedinvariousfieldssuchasnationaldefenseconstructionandeconomyandthestatusandfunctionofwhichisirreplaceableinthewholeautoindustryTherefo

7、re,itmustbeconcernedaboutthatthesafetyofheavyvehiclesinthetransportprocess.Balancesuspensionsystemisdesignedforweakeningvibrationduringmovingprocesswhichcanimprovethestabilityandcomfortandprotecttheroadinthedrivingprocess.Ingeneral,linkmechanismconsistedof6-8thrustrodscooper

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