多片钢板弹簧参数化有限元分析与优化系统研究
钢板弹簧是载货汽车和部分客车的非独立悬架中主要采用的弹性元件，具有结构简单、制造维修方便、传力性能好等特点，其性能对于汽车的行驶平顺性以及操纵稳定性有重要影响。对于同类型的钢板弹簧，结构形式相似，仅仅是片数以及几何尺寸上的区别。如果采用常规的计算分析方式，则每一类型的板簧都需要重新建模，这样重复的工作量将很大，且ANSYS的全英文界面给从事分析计算的人员带来了一定的困难。为克服重复建模与分析带来的问题，本文引入APDL参数化设计的思想，实现有限元分析过程的全程参数化，包括钢板弹簧的接触分析与优化设计。 本文采用共同曲率法对某多片钢板弹簧的强度和刚度进行了研究，基于有限元软件ANSYS参数化命令语言APDL对钢板弹簧进行建模与分析，定义装配及负载两种载荷工况，得到板簧各片应力及应变值，从而得到有限元计算的刚度和强度。与共同曲率法作对比分析，得出有限元分析的合理性和优越性，为解决板簧接触问题应力计算问题提出一种合理的方案。在应力分析的基础上，本文还对钢板弹簧的结构尺寸进行优化设计，以板簧总成的体积为目标函数，在强度允许范围内，得出最优的设计序列，减轻了板簧质量。 本文采用二次开发语言UIDL在ANSYS中开发出一套基于ANSYS中文界面的多片钢板弹簧参数化专用分析模块，同时结合APDL语言实现参数化宏文件读取的可视化操作，能够使用户避免大量的建模、划分网格、加载等前处理及后处理工作，提高了分析效率和软件的方便易懂性。
多片钢板弹簧;结构尺寸;优化设计;有限元分析
山东科技大学
硕士
机械制造及其自动化
钟佩思;李学艺
2009
中文
TH135.2
91
2013-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）