鋼板彈簧是汽車上的一個高負荷安全部件，雖然其結構簡單，但計算方法比較復雜。合理確定板簧的結構參數(shù)和性能是提高整車設計水平的一個關鍵因素，同時對提高板簧的使用壽命、汽車行駛平順性和汽車安全性都具有重要意義。鋼板彈簧工作過程中存在大變形、接觸以及摩擦等非線性因素，增加了其精確設計的難度。CAE技術的不斷發(fā)展和工程中的成功應用，為鋼板彈簧的設計和分析提供了有力工具。針對某卡車懸架鋼板彈簧振動特性、力學性能以及優(yōu)化設計問題，木文研究的主要內(nèi)容歸納如下:

    (1)考慮鋼板彈簧在實際工作過程中的大變形、片間接觸和摩擦等非線性因素，利用結構非線性有限元方法建立了鋼板彈簧的計算模型。提出了一種分析相葉片接觸對的接觸壓力和應力分布分析方法。分析了不同摩擦系數(shù)和載荷情況下的變形、等應力以及接觸摩擦力對板簧力學性能的影響。研究了不同簧片接觸對之間接觸壓力關系、摩應力關系和接觸總應力關系。

    (2)結合機械振動理論，提出了板簧受混合正弦激勵的分析方法。分析了板簧在單獨正弦激勵和混合正弦激勵下的振動響應和頻譜特性。研究了單獨正弦激勵下，摩擦系數(shù)、激勵振幅和激勵頻率對板簧遲滯特性和阻尼特性的影響。分析了正弦激勵下鄰接觸對之間接觸壓力的相關性。

    (3)采用多體系統(tǒng)動力學和非線性有限元相結合的方法，利用ADAMS和ANSYS軟件建立了鋼板彈簧的多柔體模型?？紤]板簧片間的接觸和摩擦，對板簧振動特性進行仿真分析。

    (4)應用ANSYS中的APDL設計語言對多片等截面鋼板彈簧進行優(yōu)設計，優(yōu)化后板簧的質(zhì)量減輕約13.3%0