考虑摩擦影响的少片簧有限元分析.pdfVIP

第3期(总第127期) 机 械 管 理 开 发 2012年6月 No．3(SUMNo．127) MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVEL0PMENT Jun．2012 考虑摩擦影响的少片簧有限元分析 闰 杰，孙桓五，窦 玮，李 楠，周 兴 (太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024) 摘 要：通过比较考虑摩擦和不考虑摩擦对少片簧的影响，建立了相关有限元模型，并依据模型对少片簧进行了有 限元分析，得到了片间摩擦对少片簧变形、刚度和应力的影响，为少片簧的优化设计提供了参考。 关键词：少片簧；摩擦；有限元分析 中图分类号：TB115．1 文献标识码 ：A 文章编号：1003—773X(2012)03—0031-02 0 引 言 度 要大于8mm，以保证足够的剪切强度并防止淬火 钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元 时因太薄而淬裂；由汽车设计手册得 在 12—20mm内 件 ，它是由若干片合金弹簧片组合而成的一根近似等 选取，以保证 良好的淬透性。 强度的弹性梁。它的优点是结构简单，工作可靠，成本 本文设定叶片数 ／,／=3，满载载荷P=14814N，弹簧 低廉，维修方便。它既是悬架的弹性元件，又是悬架的 1 宽度b=95mm，最大允许伸直长度的去为L=500mm， 厶 导向装置。其主要有两种类型：一种是等厚度、等宽度 端部等厚部分h=10mm，中间等厚部分h2=18mm。图 的多片簧，俗称传统板簧；第二种是等宽度 、厚度呈现 2为少片簧三维模型图。 两侧薄、中间厚的变截面钢板弹簧，其弹簧片数最多为 四片，简称少片簧n。 三 三 少片簧的优点体现在能减轻板簧质量，改善行驶 平顺性 ，摩擦小、抗疲劳、寿命长等方面，因此，少片簧 图1 梯形式的少片簧二维图 图2 少片簧的三维图 在客车、货车和半挂牵引车上有广泛的应用，而且正在 2 少片簧的前处理和求解分析 成为钢板弹簧发展的一种趋势。传统的设计方法大多 2．1 定义单元属性和材料属性 采用经验公式，考虑摩擦后，传统的设计方法已无法完 定义单元类型为SOLID45，其用于构造三维固体 成对少片簧的相关设计。现代设计方法为钢板弹簧的 结构。单元通过8个节点来定义，每个节点有3个沿着 应力和刚度计算提供了新的设计方法。利用Ansys软 、y、z方向平移的自由度。其具有塑性、蠕变、膨胀 、应 件对少片簧进行有限元建模和分析，能够表现片间摩 力强化、大变形和大应变能力。此外，考虑簧片间的接 擦对少片簧变形、刚度和应力的影响。 触为刚性面间的接触，采用TARGE170及CONTAC174 1 少片簧模型的建立