毕业设计（论文）-等截面叶片钢板弹簧的应力强度分析

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1、北京航空航天大学毕业设计(论文)第43页等截面叶片钢板弹簧的应力强度分析摘要钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，主要用于载重汽车及大客车的前后悬架上。它的功用是缓冲与吸收车辆行驶中受到的冲击和振动，保证各种力的传递，直接影响到汽车行驶的平顺性及操纵稳定性。钢板弹簧在工作时，叶片之间存在摩擦力，而采用传统设计方法无法考虑片间摩擦力对钢板弹簧的影响，为了更加准确的分析钢板弹簧的受力情况，本文采用有限元方法对钢板弹簧的应力及垂直刚度进行了分析。本文首先对等截面叶片的普通钢板弹簧采用传统设计方法——材料力学的共同曲率法确定其垂直刚度以及不同载荷下的最大应力值。本文研究

2、的重点是充分考虑钢板弹簧装配时及承载时各叶片之间的强烈的非线性摩擦，以北京吉普汽车有限公司的2020改进前钢板弹簧为例，用ANSYS有限元软件建立钢板弹簧模型，利用该软件提供的非线性接触分析功能，计算得到钢板弹簧自由状态的弧高和装配预应力，对该弹簧进行逐步加载，计算得到它的刚度曲线以及在各载荷下的应力情况。最后，与传统计算方法得到的结果比较，得到有限元法分析的一些优点。关键词：钢板弹簧，有限元法，接触北京航空航天大学毕业设计(论文)第43页ResearchonSpringRateandtheStressofMulti-LeafSpringAuthor:LiMinlanT

3、utor:ShanYingchunAbstractLeafspringisoneofthemostpopularflexiblepartsinautomobilesuspensionsystem,asusedinfrontandrearsuspensionoftrucksorbuses.Itservestoabsorbandstoretheenergyandvibrationindrivingandthenreleaseit.Whenworking,thereisfrictionbetweenleaves.However,theeffectuponthespringca

4、n’tbeconsideredinthetraditionmethod.Andthefiniteelementmethodistakentoanalyzethestressofthespringandthespringrateformoreexactresults.Firstofall,thestressofthemulti-springisexamined,andthespringrateisanalyzedbythetraditionalmethod,whichusedthemodelofcurvedbeam.Then,usingthefiniteelementme

5、thod,intensivenonlinearfrictionbetweentheleavesistakenfullaccountofaftertheleafspringwasassembledandloadedconsequently,whichisthepivotofthispaper.Atthesametime,thegeometrymodelisgotfromtheinitialdesigningoftheadvantagedfrontleafspringofBeijingJeep2020,andthefiniteelementsoftwareANSYSisus

6、edduringanalysisprocess,whichisallowedtogainthestressnephogramalongspringleaves.Finally,comparedtheresultsofthetraditionalmethodwiththefiniteelementmethod;afewadvantagesofthelatteronewouldbeconcluded.KeyWords:LeafSpring,FiniteElementMethod,Contact北京航空航天大学毕业设计(论文)第43页目录1绪论11.1研究背景及意义11.2研

7、究现状21.3本文研究内容32钢板弹簧的传统计算方法32.1弹簧刚度计算52.2弹簧应力计算73有限元分析方法简介93.1有限元概述93.2结构非线性介绍93.3钢板弹簧分析计算中存在的非线性问题103.3.1几何非线性103.3.2接触非线性113.4ANSYS介绍143.5应用ANSYS分析接触问题143.5.1不同接触单元的特点153.5.2处理接触问题的算法164等截面叶片钢板弹簧的有限元分析174.1前处理174.1.1建立模型174.1.2划分网格194.1.3建立接触对204.2加载求解244.2.1加约束条件244.2.2