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材料板簧专用程序,计算和分析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田一种粘汽车上,经跑车试验和实际使用,情况良好．复合材料板簧的有限元应力分析及其设计@薛元德@徐咏梅     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

汽车板簧疲劳裂纹监测技术

介绍了一种适用于种类板簧疲劳试验、疲劳损伤的监测方法及系统。利用板簧疲劳裂纹产生的声发射（ＡＥ）信号作为探伤的动态监测信号，开发、研制出抗干扰能力强、使用方便的专用ＡＥ传感器，针对ＡＥ信号设计出特殊的信号预处理电路，并利用８０９８ＣＰＵ完成对ＡＥ信号的复杂处理和相应的诊断算法，并给出人机交互界面和强电控制输出口，完成对疲劳试验机的控制，经实验验证和使用，证明其具有强的抗干扰能力和实用性。     

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．     

复合材料层合板非线性粘弹性有限元分析

用有限元方法进行了复合材料层合板非线性粘弹性分析，给出了有限元列式及相应的分析程序，对在机械及热载荷作用下的层合板粘弹性响应进行了研究，得到一些有益的结果。     

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。     

基于ANSYS的汽车钢板弹簧有限元分析

采用APDL参数化有限元分析技术,对某轻型载货汽车的前钢板弹簧进行参数化建模。应用ANSYS软件的非线性模块,考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素,建立了钢板弹簧的有限元模型,得到了钢板弹簧在不同载荷作用下的变形和应力分布。     

层合易碎复合材料的设计与试验

提出一种新型易碎复合材料结构,单向连续纤维复合材料有纵向抗拉强度高而在横向易被撕裂的特点,把带有沿垂直纤维方向刻痕的单向板交错铺设制成层合板.研究了层合板在集中力作用下的力学行为及其在冲击载荷下的破坏形式,并采用有限元对其进行数值分析,有限元分析结果与实验结果吻合.     

1/2波长复合变幅杆的数值设计

为改善超声加工中变幅杆的某些性能,如提高放大系数等,需设计1/2波长复合型变幅杆。在传统变幅杆理论基础上,提出了一种复合变幅杆的数值设计方法,不需要进行繁琐的公式推导即可方便地计算得到复合变幅杆的固有频率、节点位置、位移曲线、放大系数等参数。计算结果与传统设计方法及有限元分析结果进行了比较,三者非常吻合,表明了数值设计法的可行性和有效性,为复杂的复合变幅杆设计、分析提供了一种新的方法。     

橡胶复合型弹簧的非线性刚度分析

通过运用非线性有限元方法，对橡胶复合型弹簧的刚度特性进行了计算分析，分析中考虑了橡胶材料的非线性特征以及橡胶弹簧接触时的非线性机理。讨论了不同橡胶材料对橡胶复合型弹簧刚度的特性的影响，为不同用途的橡胶复合型弹簧的合理设计，提供了较为精确的方法和依据。     

基于接触摩擦的变截面钢板弹簧悬架性能分析

传统钢板弹簧分析只是采用简化力学模型,而没有考虑簧片间的摩擦.为了更好地对少片变截面钢板弹簧进行设计,本文首先对少片变截面钢板弹簧悬架进行参数化建模.然后应用接触理论添加接触单元,来模拟钢板弹簧间的摩擦,进行钢板弹簧悬架的有限元计算,得到钢板弹簧悬架的装配预应力、刚度和阻尼特性的仿真值.与由传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析,证明基于接触摩擦的少片变截面钢板弹簧悬架性能分析的方法更能反映簧片实际的受力情况.     

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%.     

基于LS-DYNA的复合材料层合板低速冲击损伤研究

结合应力强度理论和粘接域理论,提出一种全新的复合材料低速冲击损伤模型,利用大型动力有限元软件LS-DYNA进行实现,并通过算例的分析,验证了该模型的准确合理性。研究结果为复合材料抗低速冲击损伤提供理论依据。     

波纹型复合材料蒙皮拉伸变形特性研究与仿真分析

首先介绍了国内外变体机翼和蒙皮结构的研究现状,提出了满足变体机翼蒙皮连续光滑以及大变形需求的波纹型复合材料蒙皮结构。建立了复合材料的密度、各相所占体积分数以及各向弹性模量的计算表达式。根据计算结果利用MSC.Patran/Nastran进行了有限元仿真分析。制备了平板型和波纹型蒙皮试验样件,并进行了样件拉伸试验。最后将仿真结果与拉伸实验进行了比较和分析,验证了仿真模型的正确性与波纹型蒙皮的大变形能力,为进一步的实验研究与蒙皮优化提供了依据。     

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。