汽车空气弹簧有限元仿真及空气悬架非线性行为研究.pdf

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1、汽车空气弹簧有限元仿真及空气悬架非线性行为研究FiniteElementAnalysisofAirSpringandInvestigationonNonlinearBehaviorinAutomobileAirSpringSuspensionSystem作者姓名学位类型学科专业研究方向屠德新车辆现代设计理论与方法导师及职称魏道高副教授2011年3月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：1、驽t纪委员：以张≥构受锄祀2炒劳动撇劾础琢磐槲姥启刽咋妗极钒L盟六鼍导师：媳魏保留

2、并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆王些太堂一可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯⋯名：届勰新签字日期沙lf年厂月午日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：≥矽／悻j^月红日电话：邮编：汽车空气弹簧有限元仿真及空气悬架非线性行为研究摘要空气弹簧作为空气悬架系统的主要弹性元件，具有刚度渐变、低固有频率且簧载质量变化范围大时固有频率变化不大的特点，从而使空气悬架具有良好的隔振性

3、能。空气弹簧悬架在欧美汽车产业发达国家的商用车已经广泛使用，但是在国内还处于初步阶段。因此对空气弹簧的研究不仅具有一定的理论价值，而且具有工程应用价值。本文来源于安徽省科技厅产学研项目“汽车空气悬架研制与应用"(编号：2010QTXM0268)，以某型号空气弹簧为例，应用有限元理论方法，采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了空气弹簧静、动特性有限元模型。通过对空气弹簧特性试验与有限元模型分析结果的对比，验证了空气弹簧弹性特性有限元分析的正确性。在空气弹簧的静特性分析中，主要从不同的工作压力、帘线角、帘线层数、帘线间距等方面，讨论了在这些参数变化时，对空

4、气弹簧的几何参数和弹性特性的影响；在空气弹簧动特性分析中，主要研究了不同初始压力、振动频率时空气弹簧动刚度和频率之间的关系。另外，本文试图将非线性动力学理论引入多自由度空气悬架动力学分析及设计理论中。以前对于悬架系统非线性动力学行为的研究主要是建立单自由度悬架模型分析其分岔、混沌现象，本文在考虑了悬架非线性因素的基础上建立了一个四自由度的半车非线性振动模型，采用数值分析的方法，并结合相图、庞加莱截面图等分析了半车模型垂向振动中的分岔和混沌现象。论文的主要创新在于：考虑了帘线材料对空气弹簧静特性的影响；分析了单频正弦激励下，汽车空气弹簧悬架的四自由度半车模型

5、的非线性行为，并发现了系统中出现的分岔及混沌现象。关键词：空气弹簧ABAQUS非线性动力学分岔混沌Thethesisiscomefromtheproject‘‘ThemanufacturingandapplicationofAirSpringSuspensionSystem”，aprojectofscienceandtechnologydepartmentofAnhuiprovince．Inthisthesis，adiaphragmairspringisanalyzed．UsingABAQUS，thefiniteelementmodelsofthestat

6、icanddynamicairspringarebuilt，andthencomparisonoftheexaminationandfiniteelementsimulation，itisconsiderthatthesimulationoftheairspringisright．Inthestaticanalysisprocess，thisthesisdiscussestheinfluenceofinitialairpressure，cordangle，cord‘layer，corddisplacement0ntheStiffnessoftheairsp

7、ring；inthedynamicanalysisprocess，itdiscussesthathowthefrequency-dynamicstiffnessrelationshipchangeswhentheinitialairpressure，frequencyanddisplacementchanges．一Inaddition，thenonlineardynamicstudymethodisintroducedtotheresearchofthedynamicalanalysisinthisthesis．Combinationresonancean

8、dbifurcationphenomenaof1DOFquarte