复合材料板簧的有限元应力分析及其设计

通过编制三维有限元复合材料板簧专用程序，计算和分析了复合材料板簧的应力，提出了复合材料板簧的若干设计要点，用这一方法设计的复合材料板簧安装在ＢＪ－６４６２汽车上，经跑车试验和实际使用，情况良好。     

基于ANSYS的形状记忆合金复合材料板簧的模态分析

运用ANSYS软件对形状记忆合金(SMA)复合材料板簧进行模态分析。首先,建立SMA复合材料板簧的有限元模型;然后,针对升温和降温两个过程分别对SMA复合材料板簧进行模态分析。分析结果表明了温度、SMA纤维含量对复合材料板簧的固有频率以及模态振型的影响,揭示了SMA复合材料板簧的固有频率随着温度的升高而逐渐变大等规律。     

基于有限元法的车用复合材料板簧力学特性分析

为研究车用复合材料板簧力学特性,提出基于有限元法的车用复合材料板簧力学特性测试方法。首先构建车用复合材料板簧的均布荷载和集中荷载模型,在低周往复荷载作用下,结合耗能减振作用力分析的方法分析板簧的刚度测试和抗拉力,并建立车用复合材料板簧动态荷载检测模型;然后采用集中荷载作用力矩分析方法监测板簧力学特性,根据传感器实测数据实现车用复合材料板簧力学特性数据融合,进一步提高测试的准确性。测试结果表明,采用该方法进行板簧力学特性分析的效果较好,力学特性分析的误差较低,有效提高对车用复合材料板簧的力学和荷载的识别分析能力。     

冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼性能研究

为了提高冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼能力,提出基于应力载荷动态特性测量的冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼特性进行分析。首先,研究汽车复合材料板簧结构的弹性荷载力学模型,对汽车复合材料板簧结构的表面应变构件进行优化设计,提高预应力和复合材料板簧结构的阻尼特性;其次,对复合材料板簧结构的阻尼屈服能力进行评估,同时对应力载荷动态的特性进行测量,并分析其阻尼性能。最后,通过仿真实验进行性能测试,展示了该方法在冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼性能测试能力方面的优越性能。     

卡车板簧支架拓扑优化设计

在HyperWorks中建立板簧支架的有限元拓扑空间和非拓扑空间。通过拓扑优化建立板簧支架的最优化设计方案．根据拓扑结果,在CATIA中建立板簧支架模型,然后对该模型进行强度分析。验证设计的合理性。     

采用遗传算法的复合材料板簧多目标优化方法

为了使某客车复合材料板簧的性能达到最优,提出了一种针对复合材料板簧的多目标优化方法。综合应用遗传算法中的权重系数变换法和混合法,调用编写的复合材料板簧各项性能的Matlab计算程序,采用Matlab遗传算法工具箱建立了以铺层参数为设计变量,以复合材料板簧的刚度、强度和质量为子目标的多目标优化模型。优化结果表明,簧身的宽度应取最大值,从长度渐变铺层区域末端到中部凸起结构的簧身厚度应以抛物线规律增加。对优化得到的设计方案进行样件试制和台架试验。试验结果表明,优化得到的复合材料板簧质量为钢板弹簧的40%,疲劳寿命是钢板弹簧的3倍,同时也满足整车对板簧刚度和强度的要求。     

渐变刚度特性状态下的板簧挠度计算

为解决渐变刚度特性状态下的板簧挠度计算问题,根据莫尔积分,建立了考虑板簧截面两侧圆弧的主簧刚度和主副簧复合刚度的数学模型;通过有限元仿真分析,得到了渐变刚度板簧的刚度-载荷特性,并利用积分运算,建立了渐变刚度板簧在不同载荷下的挠度计算式.通过实例计算和试验验证可知,挠度计算值与试验测试值的最大相对偏差为5.46%.研究结果表明:渐变刚度特性状态下的板簧挠度计算方法是正确的,可以为渐变刚度板簧的正向设计提供理论参考.     

基于CAD/CAE的汽车钢板弹簧力学性能分析

利用CAD/CAE技术,考虑了大变形、片间接触摩擦等非线性因素,建立了某客车钢板板簧的非线性有限元模型,对板簧满载负荷时的应力、变形进行了仿真分析,得出刚度和强度性能,为多片等截面钢板弹簧的精益设计提供了参考作用。     

SMA纤维复合材料变截面板簧的刚度特性研究

研究了嵌入形状记忆合金(SMA)纤维复合材料变截面板弹簧的刚度性能.首先分析一类常用SMA材料的基本力学性能,讨论了基于Brinson本构模型下的受限回复特性.在建立具有SMA纤维的各向异性层合梁的本构方程的基础上,利用瑞利-利兹能量法求板簧的挠度,给出板簧刚度的表达式.最后,运用MATLAB进行数值计算,得到了SMA纤维复合材料变截面板簧刚度随温度、铺层角、SMA含量的变化关系曲线,揭示了SMA纤维复合材料变截面板簧的刚度可调节机理.     

少片根部加强型抛物线板簧的刚度与应力解析计算

为了满足板簧设计的刚度要求和应力约束条件,且考虑首片板簧的复杂受力及改善板簧强度,须采用根部加强型板簧结构,然而,目前尚无精确的少片根部加强型抛物线板簧刚度及应力解析计算公式。基于单片根部加强型抛物线板簧力学模型,利用卡氏第二定理,推导出其刚度、应力计算公式。根据少片板簧与各片板簧的刚度关系,建立了少片根部加强型抛物线板簧刚度、应力计算公式。通过实例对板簧挠度、刚度及应力进行解析计算和ANSYS仿真验证,结果显示解析计算值与其对应的仿真值均相吻合,相对偏差均在0. 80%以内,表明所建立的少片根部加强型抛物线板簧的刚度及应力解析计算公式是精确的,这对于少片根部加强型抛物线板簧的设计具有指导意义。     

板簧成形淬火机设计

本文根据板簧的加工工艺要求,主要介绍板簧成形淬火机的传动方案选择及设计计算、总体设计和电气控制设计等内容,实际可行.     

凸装转了钕铁硼永磁场同步电机磁场有限元分析

提出了永磁磁极凸装在转子上的新结构永磁同步电机，用Ｖｉｓｕａｌ语言编制面　向对象的有限元分析程序，分析了电机的空载磁场，为实现永磁同步电机设计过程自动化奠定了基础。凸装转了钕铁硼永磁场同步电机磁场有限元分析@汪玉凤@李晓竹@付华     

基于热效应的复合材料身管强度分析

为了分析火炮发射时高温高压火药气体瞬态冲击作用对复合材料身管的影响,对已设计的复合材料身管瞬态温度场和应力场采用有限元数值方法进行直接耦合分析,讨论复合材料身管在考虑温度变化情况下的应力分布,并对其强度进行校核.结果表明对复合材料身管强度进行分析时热应力和连发影响不可忽略,已设计加工的复合材料身管满足强度要求,为实验的可行性提供了理论计算依据,为复合材料身管的综合优化设计提供了参考.     

矿用支护托梁复合材料π型带的结构设计与有限元分析

通过对W型钢带的结构和材料的改进,设计出复合材料π型带,并与W型钢带进行了有限元分析比较,得出了复合材料π型带优于w型钢带的结论.     

轿车乘坐室声学模态分析

讨论轿车乘坐室声学模态的有限元分析方法 ,介绍这一方法在轿车设计中的应用 .使用有限单元模型对比研究无座椅、有座椅以及包括座椅和人的二维和三维乘坐室声学模态 ,以指导乘坐室初始的声学设计 .轿车乘坐室声学模态分析@白胜勇 @靳晓雄 @丁玉兰     

变截面板簧轧制设计分析

根据变截面板簧的形状推导出加工过程的参数之间的关系，得出采用偏心圆式凸轮机构加工变截面板簧的控制和调整参数的关系，为工程中简易变截面板簧轧机的设计和调整提供依据．     

纤维增强复合材料螺旋弹簧刚度预测模型

建立了一种通用形式的复合材料螺旋弹簧刚度预测模型,提出一种无需限定网格和节点的复合材料螺旋弹簧有限元建模方法.基于复合材料层合板理论,推导了复合材料层合板等效剪切模量,并据此建立了纤维增强复合材料螺旋弹簧刚度预测模型,该模型能够适用于任意铺层角度的纤维分布.为了解决在有限元建模过程中复合材料螺旋弹簧单元方向设置的难题,提出建立复合材料弹簧有限元模型的新方法,可直接对铺层进行设计,避免了划分网格时单元坐标系与簧丝螺旋线方向难以协调的问题.刚度预测模型计算结果与文献实验结果的对比表明,所建立的预测模型具有更好的计算精度.针对复合材料类型和纤维铺层角度的不同组合形式,利用所建立的有限元分析模型和刚度预测模型进行了对比分析,结果表明两者之间的计算误差较小,有效性较好.     

两片变截面变刚度钢板弹簧遗传优化设计

针对汽车钢板弹簧轻量化问题,以某款微型车钢板弹簧为研究对象,通过方程推演拟合出两片变截面板簧的接触过程,并在此基础上建立两片渐变刚度钢板弹簧的优化数学模型.基于遗传算法,运用Matlab开发了优化设计的仿真程序,通过运用Matlab开发的应力验算仿真程序和ANSYS有限元分析对优化模型进行验证,最后进行样件试验.结果表明:在保证性能的要求下,节省板簧材料31.6%.     

复合材料薄壁轴转子系统动力学特性的有限元分析

采用有限元软件ANSYS建立了复合材料薄壁轴的有限元模型,通过模态分析得到系统的固有频率和临界转速,将结果与相关文献的结果进行比较,说明了模型的正确性。然后建立了包含轴承、转盘在内的复合材料薄壁轴转子系统的有限元模型,研究了转子系统的动力学特性。讨论了复合材料铺层角度、铺层顺序、长径比、轴承刚度和转盘安装位置等因素对转子系统固有频率和临界转速的影响,随后分析了转盘质量、转盘安装位置、轴承刚度和轴承阻尼对转子系统不平衡响应的影响。该分析方法为复合材料薄壁轴转子系统的动力学研究与设计,提供一种可供选择的分析方法。     

复合材料板锥网壳结构的受力性能分析

研究了复合材料板锥网壳结构的受力性能,采用ANSYS有限元软件对复合材料板锥网壳结构进行线弹性静力分析、极限承载力(整体稳定)分析和局部屈曲分析,着重研究复合材料层合板在板锥网壳结构中的应用情况,总结其受力性能的规律,确定复合材料板锥网壳结构的主要设计控制因素,得出了在复合材料板锥网壳结构中,主要设计控制因素是层合板的局部屈曲等可应用于工程实践的重要结论.