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汽车板簧悬架在整车有限元分析中的简化方法

2020年03月15日 CAE 阅读 500 views 次

汽车上常见的悬架有非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架中最常用的型式是纵置板簧式,即以钢板弹簧作为弹性元件和导向元件。在整车有限元分析中对钢板弹簧的模拟,常用的有如下两种方案:
1)将吊耳简化为竖直的刚性梁,将钢板弹簧简化为水平的柔性梁。其中刚性梁可以采用主从结点来处理,柔性梁可以采用梁单元来模拟(如ANSYS中的BEAM188)。其参数计算如下:
钢板弹簧可以简化为如下模型,则其挠度:

式中:
f—钢板弹簧的静挠度;
p—簧上质量;
k—钢板弹簧刚度;
l—钢板弹簧长度;
b—钢板弹簧宽度;
h—柔性梁的高度。

2)将钢板弹簧简化为水平刚性梁和两个竖直弹簧单元的组合。此弹簧单元只有沿车身z 向坐标的平动自由度。刚性梁参数如下:
扬氏模量 E=2.06E16 pa;
宽度 b=钢板弹簧宽度;
高度 h=b/2。
弹簧单元的刚度计算公式如下:

式中:
k1—前弹簧元的刚度;
k2—前弹簧元的刚度;
k —钢板弹簧刚度;
l1 —车轮中心距前吊耳的距离;
l2 —车轮中心距后吊耳的距离

以上两种方法,板簧悬架的模拟简图如下所示:

参考文献

[1]林松. 客车车身改型设计有限元方法的研究及应用[D]. 吉林大学, 2002.

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