圆弧叶形弹簧的大变形分析

目的通过对圆弧叶形弹簧缓冲器非线性大变形特性的研究,为其缓冲设计与应用提供理论参考。方法基于Euler-Bernoulli梁理论,以叶形弹簧的初始圆弧半径及截面角为基本参数推导弹簧的大变形控制方程,考虑压板作用下弹簧的多种变形情况给出圆弧叶形弹簧变形的边界条件,进而利用两点边值问题的数值解法计算不同顶角的叶形弹簧在外力作用下的变形情况。结果理论计算结果与数值解高度吻合,表明了计算方法的可靠性,计算得到了不同压力下叶形弹簧变形后的位形图及弹簧的非线性力-变形曲线。结论所讨论的叶形弹簧具有明显的非线性大变形特性和良好的减震及缓冲吸能特性,能够较好地替代传统缓冲材料用于运输系统的缓冲设计。

不同剪梢程度对农桑14号春季经济性状及产叶量构成的影响

[目的]分析不同剪梢程度对农桑14号春季经济性状和桑叶产量及其构成的影响,为农桑14号的春季剪梢提供技术参考。[方法]对桑树枝条进行1/4、1/3、1/2剪梢处理,调查不同处理的发育历期、止芯芽性状、生长芽性状、枝条长度及桑叶产量表现。[结果]在发育时间上,剪梢1/4、1/3与剪梢1/2的处理从膨芽期到雀口期,发育历期呈增大趋势;在开叶阶段,发育历期呈缩短趋势;到桑叶成熟期,发育历期呈增大趋势。在桑叶产量及其构成上,剪梢1/4处理平均产量2.413 kg/株,其中生长芽叶重2.068 kg/株,占85.70%,止芯芽叶重0.345 kg/株,占14.30%;剪梢1/3处理平均产量3.042 kg/株,其中生长芽叶重2.612 kg/株,占85.86%,止芯芽叶重0.345 kg/株,占11.34%;剪梢1/2处理平均产量2.172 kg/株,其中生长芽叶重1.875 kg/株,占86.33%,止芯芽叶重0.297 kg/株,占13.67%。[结论]采用1/4或1/3剪梢处理,大蚕用叶可提前到4月28日,且桑叶产量高于1/2剪梢处理,对全年多批次养蚕的时间调控和桑叶保障更加有利。

新型弧形板簧支撑非充气轮胎的有限元分析

设计一种以弧形等厚板簧为主要承载部件的新型非充气轮胎,建立其有限元模型,仿真模拟静态径向加载与稳态纯滚动工况,得出轮胎径向刚度和径向力,对接地压力参数进行评价,计算出轮胎有效滚动半径。结果表明:在静态径向加载条件下,轮胎径向力与径向位移近似线性正相关,径向刚度和径向力随板簧厚度增大而增大;轮胎接地印痕中心出现应力集中现象,板簧越厚则平均接地压力越大,胎面不均匀磨损程度越高;轮胎有效滚动半径随径向负荷增大线性减小。本研究可为非充气轮胎性能分析或者结构优化提供参考。

矿用宽体车互联式油气悬架系统平顺性分析

采用钢板弹簧悬架的矿用宽体车难以获得良好的行驶平顺性,为此,提出了一种刚度阻尼可调的互联式油气悬架系统。首先,阐述了互联式油气悬架系统的工作原理,建立了油气悬架系统的数学模型;其次,运用AMESim软件搭建了互联式油气悬架系统和钢板弹簧悬架的仿真模型,确定了仿真模型中的主要参数;最后,在D级随机路面激励下进行了匀速和加速-制动运行工况的车辆行驶平顺性仿真研究,并对仿真结果进行了分析。研究结果表明:与钢板弹簧悬架相比,匀速和加速-制动的空载工况下,互联式油气悬架系统的车身加速度均方根值分别下降了38.7%和38.8%,车轮动载荷均方根值分别增加了3.1%和0.5%,不影响车轮的接地性,悬架动挠度均方根值分别增加了41.6%和39.7%,悬架撞击限位块的概率小于0.1%,满足设计要求;匀速和加速-制动的满载工况下,互联式油气悬架系统的车身加速度、车轮动载荷、悬架动挠度三项平顺性评价指标均得到改善。该结果证明互联式油气悬架系统可提升车辆的行驶平顺性,为矿用宽体车油气悬架系统设计提供参考。

某房车用少片簧断裂原因

在对某房车进行可靠性路试过程中,其少片簧发生断裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜分析等方法对少片簧断裂的原因进行分析。结果表明:少片簧表面存在局部折叠,在路试过程中,其表面产生了应力集中,使裂纹萌生并扩展,最终导致少片簧断裂。

某商用车钢板弹簧失效分析与结构优化

为解决某商用车钢板弹簧断裂问题,分别从板簧材质、成型工艺、结构设计强度多方面进行失效分析,考虑不同工况场景的载荷特点,建立板簧的非线性仿真模型。根据整车冲击工况加载标准,提取各工况下的板簧应力。建立板簧总成的详细模型,以提取的板簧应力为载荷,考察板簧及桥壳底板的可靠性,从而确定薄弱部位与断裂原因。以主簧的簧片厚度为设计变量,以板簧的结构应力为约束条件,以总质量最小为约束目标,对板簧进行尺寸优化,寻找满足应力要求的簧片最小厚度。对优化后的主、副簧进行疲劳耐久试验,验证仿真结果的准确性。

工程车平衡悬架钢板弹簧座疲劳断裂机理研究

为解决某工程车平衡悬架钢板弹簧座失效断裂问题,利用工艺分析、断口分析、金相检验、强度检测、硬度检测以及材料疲劳极限检测等方法,对平衡悬架钢板弹簧座进行分析。结果表明:平衡悬架钢板弹簧座所用材料满足标准要求,平衡悬架钢板弹簧座的失效形式为多源高应力、低周次弯曲疲劳开裂,裂纹源处于平衡悬架钢板弹簧座与U型螺栓配合的圆角根部位置,该位置较厚大在生产工艺上易产生缩孔缩松等缺陷,在结构上是平衡悬架钢板弹簧座承受应力最大的位置,为零件的危险截面。

某轻型客车钢板弹簧断裂失效原因分析

某轻型客车钢板弹簧在整车耐久试验过程中频繁出现断裂问题。文章通过断口宏观和微观分析、化学成分分析、硬度测试、金相组织检测分析,以及铣削台阶位置和板簧受力特征分析,确定了钢板弹簧断裂的根本原因并制定了改进措施,结合台架试验及整车道路试验进行了验证。结果显示,钢板弹簧卷耳两侧铣削范围过长,导致板簧簧片R角处存铣削台阶,使得此处应力集中进一步提高,导致钢板弹簧在此处断裂。减小钢板弹簧卷耳两侧铣削长度,问题得以解决。

基于载荷谱的钢板弹簧耐久试验规范优化

文章以轻型客车的钢板弹簧为例,开展了基于试验场载荷谱的整车耐久试验规范优化。选取了能够表征钢板弹簧受力的板簧前端安装支座为载荷谱关键采集点,采集了试验场耐久规范的载荷谱,结合疲劳理论知识并通过N-code软件计算得到不同试验工况的伪损伤值。以保留原始载荷谱90%的伪损伤当量为目标生成了加速试验规范,进而从功率谱密度、统计值和雨流计数等方面对优化前后的耐久试验规范进行了分析和对比,结果表明,在保留原有试验规范的特征基础上可以实现明显的加速,试验周期缩短了60%。

轻卡前板簧悬架刚度非线性行为研究

以轻卡少片簧前悬系统为研究对象,系统地探讨了板簧悬架安装几何参数及连接处衬套刚度对系统级悬架刚度非线性行为的影响。研究过程首先基于零部件级板簧测试及Adams仿真手段研究板簧自身结构刚度的线性行为,且证明了由Adams建立的虚拟板簧结构的可靠性。然后,基于系统级K&C测试及Adams仿真结果的对标分析,认识到悬架刚度的非线性行为,且证明Adams建立的悬架模型的准确性。最后,利用Adams前悬虚拟仿真的方法研究了悬架吊耳角度、吊耳长度、板簧安装中心距及衬套刚度对悬架刚度非线性行为的影响。此外,本文获得的板簧悬架刚度非线性行为的规律性认识可优化指导前期板簧悬架系统的开发工作。

复合材料板簧研究进展

“双碳”背景下,汽车轻量化和节能减排是汽车行业发展的必然趋势。复合材料板簧由于具备的轻质高强等显著优势广泛应用于汽车上。本文介绍了复合材料板簧在国内外的研究和应用现状,阐述了复合材料板簧的主要优势和结构形式,着重分析了复合材料板簧材料选择以及模压工艺、拉挤工艺、缠绕工艺、RTM等成型工艺方法,最后对复合材料成型工艺及未来发展进行展望。

车用多阶刚度钢板弹簧的有限元分析法

搭建自由状态下多阶刚度板簧的有限元模型,模拟板簧台架试验的装配和加载过程,开展对应的台架试验。比较计算结果和台架试验结果,验证有限元计算的准确性,为同行提供参考。

含裂纹少片变截面钢板弹簧的刚度特性分析

利用SolidWorks和ANSYS软件建立了含裂纹的少片变截面钢板弹簧三维仿真模型,通过分析不同位置、角度、深度的裂纹影响下钢板弹簧的刚度特性,探究了裂纹位置、角度、深度对弹簧刚度的影响规律。结果表明:横向裂纹对钢板弹簧刚度影响显著,裂纹位置越接近板簧根部平直段1/3长度处、裂纹角度越接近90°、裂纹越深,影响程度越大,钢板弹簧刚度越小;纵向裂纹对钢板弹簧刚度的影响轻微,刚度变化很小;一定深度范围内,含裂纹钢板弹簧的刚度较无裂纹钢板弹簧的刚度略大。

面向低频振动测量的双光纤光栅加速度传感器研究

低频振动测量对地震海啸等灾害预警、地质勘探和能源开发等领域具有重要意义。针对现有FBG加速度传感器测量低频振动时灵敏度较低的问题,提出一种高灵敏度低频双FBG加速度传感器。采用十字簧片作为拾振结构,理论分析传感器的振动响应特性,给出传感器的谐振频率和灵敏度公式。建立传感单元的数学模型,对传感单元结构参数进行优化,并利用有限元仿真验证理论分析结果,最后制作传感器实物并对其进行性能测试。结果表明,传感器固有频率为65 Hz,在3~45 Hz频段具有平坦的灵敏度响应,动态范围为73 dB@10 Hz,灵敏度为1498.29 pm/g,线性度为0.9998,横向串扰为–33.99 dB,能够满足工程中低频振动检测的要求。

某车型钢板弹簧纵向受力工况分析

在商用车悬架中,钢板弹簧是应用最广泛的弹性元件,在日常设计中,开发人员往往更关注垂直载荷对钢板弹簧的影响,而忽视了极限工况中纵向冲击对钢板弹簧的影响。文章通过实例,分析车辆在受到纵向加速度时钢板弹簧的纵向受力,并计算其强度,以及钢板弹簧在纵向扭曲工况下的设计注意事项。在日常设计中,针对钢板弹簧在垂直工况的设计应力在400~500 MPa,但纵扭工况下,从结果可以看出,前簧的应力达到了510.2 MPa,比垂直工况下的应力还大,因此,其纵向受力所产生的应力不应被忽视。

商用车复合式前空悬钢板弹簧设计优化

为了解决复合式前空悬钢板弹簧可靠性验证过程中出现的断裂问题,文章从四个方面对原方案进行优化:第一,提高材料极限应力,采用代号为LQSP1300的材料,屈服强度由原来的1100 MPa提升到1300 MPa。第二,局部结构优化,第二片后段加长20 mm,改善钢板弹簧第一片板簧作用时应力集中。第三,优化钢板弹簧弧高,在标定高度下,钢板弹簧反向承载,使其在上跳过程中工作应力呈先减小后增加的趋势,提高疲劳寿命。第四,钢板弹簧喷丸工艺优化,上下表面均进行喷丸处理,形成残余应力层,使钢板弹簧在上下跳动变形的过程中均可以抵消一部分应力,提高疲劳寿命。通过四个方面的优化,新方案台架疲劳试验次数提升45.4%,同时通过了12000 km道路可靠性试验。

商用车纵置式板簧弧高对直拉杆长度影响研究

以直拉杆的空间运动轨迹为研究对象,分析板簧弧高变化对直拉杆长度的影响。利用图解法计算板簧弧高在压平、满载、空载3种工况下对直拉杆长度的影响,结果表明,板簧弧高对直拉杆Z向、X向尺寸有影响,但对直拉杆的斜长影响不大。该研究为了解直拉杆的运动趋势、进一步准确设计直拉杆长度提供了参考。

氮肥后移对高温胁迫下春小麦旗叶生理特性和产量的影响

[目的]探究氮肥后移对高温胁迫下春小麦(Triticum aestivum L.)旗叶膜脂过氧化作用、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和产量的影响,筛选缓解春小麦花后高温早衰的科学施肥方法。[方法]2022年3月至2023年9月,以宁3015为试验材料,在宁夏农垦平吉堡农六队试验基地进行试验。采用裂区试验设计,主区为温度,设(25±2)℃(常温RT)和(35±2)℃(高温HT),副区为氮肥运筹。施氮总量一定(300 kg·N·km^(-2)),2022年设G1(分蘖期30%)、G2(拔节期30%)、G3(孕穗期30%)、G4(抽穗期20%)和G5(灌浆期20%)共5种施肥方式,2023年由前一年试验结果筛选出G1(分蘖期30%)、G3(孕穗期30%)和G5(灌浆期20%)共3个处理。于开花期开始取样,每5天取样一次,测定旗叶膜脂过氧化作用、抗氧化酶活性和渗透调节物质等指标。[结果]连续两年氮肥运筹试验中旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)含量和产量均在G5处理达到最高,丙二醛(MDA)和膜透性均在G5处理下最低,且与G1处理存在显著性差异(P<0.01)。根据皮尔逊(Pearson)相关性分析可知,春小麦籽粒产量和SOD、POD、CAT活性和脯氨酸含量显著正相关(P<0.05),与MDA含量和膜透性显著负相关(P<0.05)。综合评价表明,2022和2023年氮肥运筹的主成分得分排序为G5>G3>G4>G2>G1和G5>G3>G1,两年试验结果趋势一致。[结论]适当的氮肥后移可以降低高温胁迫下春小麦旗叶膜脂过氧化作用,增加抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,进而增加产量,本试验中灌浆期施氮总量20%的处理较为适宜。

基于有限元的板簧橡胶支座失效形式分析

板簧橡胶支座是重型运载车辆的重要减振部件,针对车辆在行驶过程中,因支座出现故障造成车辆无法正常行驶的问题,以板簧橡胶支座为研究对象,提出了一种橡胶趋近失效时的刚度修正方法,并对板簧橡胶支座进行仿真分析,找出支座的故障原因,最终对支座进行过载压力测试实验以及滑移测试实验来验证仿真的准确性。结果表明:修正后的刚度表达式更适合橡胶部件失效时的刚度计算,采用仿真与实验相结合的方式,能够有效地找出板簧橡胶支座的故障原因。同时在对支座进行故障分析的过程中积累了一定实验数据,也为后期的优化提供了基础准备。

春小麦叶片气体交换与产量对干旱响应的阈值差异

叶片气体交换过程是作物干物质及产量形成的基础,在干旱发展过程中作物叶片气体交换对水分胁迫存在阈值响应,众多相关生理指标也以此为基础用于监测作物受旱状况。然而作物叶片气体交换过程与产量对干旱的响应阈值是否具有同步性,目前尚不清楚,这在一定程度上影响了利用作物生长期叶片气体交换相关生理指标监测农业干旱的准确性。本研究通过控制试验确定春小麦叶片气体交换对干旱的响应阈值,并利用该阈值特征参数化春小麦生长模型,从而设计水分控制模拟试验,分析春小麦产量对干旱的阈值响应特征及其与叶片气体交换指标阈值的差异。结果表明:春小麦气孔导度对土壤有效含水量的响应阈值为0.50,大于蒸腾速率与净光合速率的响应阈值(0.40)。用净光合速率对土壤有效含水量的响应阈值参数化春小麦生长模型,能够准确模拟春小麦地上部生物量和产量的变化。春小麦地上部生物量与产量对根系层土壤有效含水量的响应阈值为0.18,明显小于叶片气体交换指标对土壤有效含水量的响应阈值。证明了利用作物生育期间叶片气体交换等生理指标表征作物受旱状况,反映作物最终产量降低程度会存在一定问题。本研究结果可为农业干旱监测、预测及干旱影响评估提供参考依据。