一种变截面片弹簧骨架柔顺关节的变形研究

提出一种以变截面片弹簧为骨架的气动柔顺关节,可构成柔性自适应机械手。片弹簧的变形等效于自由端受特殊变载荷(方向和大小都随气缸内压力而变化)作用的弹性悬臂梁的大扰度变形。文中采用非线性变系数并带有未知参数的微分方程组建立静态模型,借助ode45和fmincon函数得到不同压力下片弹簧任意位置的转角位移、坐标位移的数值解,变载荷明确后利用ANSYS建模仿真验证模型与数值解法的正确性,最后与等截面片弹簧骨架关节进行对比,说明变截面片弹簧骨架关节具有柔性好、节省能源的优点。

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。

基于接触摩擦的少片变截面钢板弹簧的刚度分析

根据每一片变截面钢板弹簧在自由状态下的三维尺寸、曲率半径和自由弧高,利用Unigraphics的二次开发功能,建立每一片钢板弹簧的实体模型。在ANSYS软件中,采用映射单元划分法,建立钢板弹簧的有限元模型,并在钢板弹簧的接触面中应用接触理论添加接触单元,模拟板间摩擦和计算钢板弹簧的刚度。对钢板弹簧试验分析结果表明:刚度仿真计算值和试验测量值基本吻合,相对误差为5.58%,说明该模型可以用于研究考虑钢板之间存在摩擦作用力时的变截面钢板弹簧的受力情况,可用于探讨非线性有限元分析过程中接触刚度系数和接触算法收敛的相互匹配关系,以及分析少片变截面钢板弹簧的刚度。

不同摩擦系数的少片变截面钢板弹簧性能分析

采用不同材料的板簧垫片,簧片间摩擦系数亦有所不同,因此设计钢板弹簧时仅考虑钢与钢的接触摩擦将造成其性能分析结果的不准确.针对这一问题,利用ANSYS软件的接触非线性功能,对少片变截面钢板弹簧的等效应力及刚度特性进行分析,得到不同摩擦系数下的VonMises应力分布和载荷-变形曲线,重点讨论了摩擦系数对钢板弹簧应力及刚度特性的影响;同时对钢板弹簧进行相应的性能试验.结果表明:少片变截面钢板弹簧的应力计算值和测试值误差较小,刚度仿真计算值和试验测量值基本吻合,相对误差小于5%,说明有限元分析能精确地模拟各簧片间的接触和摩擦问题,真实反映钢板弹簧的受力和变形情况,可用于研究簧片间不同摩擦系数对钢板弹簧应力及刚度特性的影响.

国外重型汽车少片变截面钢板弹簧材料及喷丸强化性能的研究

对VOLVOS35重型汽车少片变截面钢板弹簧材料的化学成分、力学性能、淬透性、显微组织及表面喷丸残余应力场进行了检测。结果表明,VOLVOS35重型汽车少片变截面钢板弹簧材料为50CrV4,该材料具有高淬透性、高强韧性及高纯净度,钢板弹簧表面具有优良喷丸残余压应力场。讨论了钢材的化学成分、纯净度及表面残余压应力场对钢板弹簧性能的影响。

少片变截面钢板弹簧的有限元分析

以有限元分析理论为基础,应用ANSYS分析软件,对少片变截面钢板弹簧进行了静力分析和模态分析。得到了钢板弹簧满载时的应力分布云图、应力-位移曲线、六阶不同阵型图,为少片钢板弹簧的前期设计开发提供了模态特性预测参数和强度评价及疲劳寿命的科学依据。

利用MATLAB优化设计少片变截面钢板弹簧

本文首先建立了少片变截面钢板弹簧优化设计模型 ,探讨了利用MATLAB进行最优解求解的可行性 ,并以某轻型货车前悬架为例 ,设计了少片变截面钢板弹簧。结果表明利用MATLAB优化设计少片变截面钢板弹簧计算简单易行 ,速度快 。

基于有限元分析技术的少片变截面钢板弹簧动力学特性及可靠性的联合仿真

在少片变截面TB4282LE后钢板弹簧总成设计中,引入有限元方法和分析理论为基础的CAE分析及优化设计方法,对板簧性能及疲劳寿命进行了预测及评估分析。对钢板弹簧的研究提出了精益设计的概念,提高了设计效率及精度,解决了传统设计中的算不准的问题,构建了先进的少片变截面钢板弹簧开发模式。

叶片曲率对少片变截面钢板弹簧力学特性的影响

为进一步提高少片变截面钢板弹簧的分析、设计精度,分析了叶片曲率对其力学特性的影响。根据实际结构特征建立了考虑叶片曲率影响的少片变截面钢板弹簧上、下表面曲线的构造方法,进而利用SolidWorks软件搭建了其三维仿真模型,并利用台架试验对该方法的正确性进行了验证,在此基础上探究了叶片曲率对少片变截面钢板弹簧力学特性的影响规律。结果表明:叶片向上弯曲时,随着曲率的增大,少片簧的刚度逐渐减小,应力逐渐增大;叶片向下弯曲时,随着曲率的增大,少片簧的刚度逐渐增大,应力逐渐减小。

基于遗传算法的少片变截面钢板弹簧优化设计

为满足车辆轻量化设计要求,提出了某轻型客车钢板弹簧基于遗传算法的优化设计。在钢板弹簧最大通用化基础上,建立了少片变截面钢板弹簧优化设计的数学模型,应用遗传算法优化相关参数,然后利用CATIA的参数化功能建立少片变截面钢板弹簧总成自由状态模型,并通过有限元分析对模型进行应力校核,最后进行样件台架和道路试验。试验结果表明:少片变截面钢板弹簧刚度特性符合设计要求,板簧重量降低21.8%。

少片变截面钢板弹簧计算机辅助设计方法研究

针对当前少片变截面钢板弹簧设计、生产的现状,提出了一种少片簧计算机辅助设计方法。首先探讨了少片簧尺寸参数传统设计计算方法;利用Visual C++开发平台对SolidWorks软件进行二次开发,完成了少片簧自动建模系统的开发。最后以某型载货汽车少片簧为例,验证了上述方法的可行性。

少片变截面钢板弹簧的疲劳寿命计算分析

根据少片变截面钢板弹簧每一片在自由状态下的几何尺寸,利用UG软件建立各片的三维模型并进行装配。在HyperMesh中采用映射法进行单元划分,同时考虑片间的非线性接触,建立钢板弹簧总成的有限元模型。根据钢板弹簧试验工况,计算得到该工况下的应力循环,利用其S-N曲线,基于Miner线性累计损伤准则计算其疲劳寿命。疲劳寿命的计算值与试验值相当接近,验证了模型的建立以及计算过程的正确性。

少片变截面钢板弹簧的疲劳寿命计算分析

根据少片变截面钢板弹簧每一片在自由状态下的几何尺寸,利用UG软件建立各片的三维模型并进行装配。在HyperMesh中采用映射法进行单元划分,同时考虑片间的非线性接触,建立钢板弹簧总成的有限元模型。根据钢板弹簧试验工况,计算得到该工况下的应力循环,利用其S-N曲线,基于Miner线性累计损伤准则计算其疲劳寿命。疲劳寿命的计算值与试验值相当接近,验证了模型的建立以及计算过程的正确性。

有限元分析技术在车用少片变截面钢板弹簧研发中的应用

在少片变截面TB4281LE前钢板弹簧总成设计中,引入有限元方法和分析理论为基础的CAE分析及优化设计方法。对板簧性能进行了预测及评估分析。对钢板弹簧的研究提出了精益设计的概念,极大地提高了设计效率及精度,解决了传统设计中的算不准的问题,构建了先进的少片变截面钢板弹簧开发模式。

基于Matlab的少片簧非线性优化及其用户界面设计

本文结合卡车悬架结构,确定少片变截面钢板弹簧的截面形状,再基于Matlab优化工具箱中的Fmincon非线性优化函数对卡车少片变截面钢板弹簧进行了结构尺寸优化,并要求少片变截面钢板弹簧的刚度达到预期水平。在此引用某卡车钢板弹簧的具体数据为例,对其进行优化计算,得出正确优化结果。最终运用Matlab中的GUIDE(Graphics User Interface Design Environment)模块进行具有良好的人机交互能力的优化软件界面设计。

基于内点罚函数法的非对称钢板弹簧优化设计

以某微客开发过程中的非对称少片变截面钢板弹簧为主要研究对象,进行钢板弹簧的优化设计及计算,建立该钢板弹簧的优化设计数学模型,并以内点罚函数法的优化设计理论为基础对钢板弹簧进行优化设计,在满足强度条件和刚度条件等约束的要求下,使钢板弹簧的质量减少,达到轻量化优化设计的目的。并将优化结果和ABAQUS计算结果进行比较,结果显示:优化结果不仅保持了钢板弹簧的计算精度,还可以提高钢板弹簧的计算效率。

丰田COASTER悬架对中国重汽越野车的启示

丰田COASTER以舒适、平稳闻名于世,这与其先进的悬架系统密不可分。前桥采用了能够出色吸收冲击力的双摆臂带扭杆弹簧独立悬架,后桥采用了少片变截面钢板弹簧。国内同档次的车前桥大多采用非独立悬架,笼统地来说独立悬架较非独立悬架有以下优点：簧下质量小。