麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计

发布时间：2017-04-30 21:03

  本文关键词：麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：侧载螺旋弹簧对于解决麦弗逊悬架减震器上端安装点处的侧向载荷及保证乘车舒适性问题至关重要，但其作为德国的一种专利产品，在国内尚未确立完善的设计计算方法。因此本文基于此问题在ANSYS有限元分析软件上实现了麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧的计算机辅助设计，即侧载螺旋弹簧的参数化建模及优化，并利用VisualBasic语言对ANSYS软件进行二次开发，在减轻侧载螺旋弹簧设计计算工作量的同时为ANSYS软件的使用者提供便利。 首先，简述麦弗逊式悬架的结构形式并对悬架系统进行受力分析，发现麦弗逊式悬架中的侧向载荷对减震器活塞杆会造成损害，而普通圆柱螺旋弹簧作为弹性元件又难以缓冲此种侧向载荷。通过对比国内外在此问题上的多种解决方案，判断出以侧载螺旋弹簧替代普通圆柱形螺旋弹簧的可行性并决定以侧载螺旋弹簧作为本文研究对象。 其次，在有限元分析软件ANSYS中利用APDL参数化设计语言实现参数化的侧载螺旋弹簧优化设计全过程，其中包括参数化建模、加载求解、后处理及优化。同时考虑到侧载螺旋弹簧的复杂结构形式必然造成该弹簧有限元分析过程及后续优化过程的计算规模庞大和耗用时间过长等问题，因此对划分网格的选取进行了必要的研究。 最后，利用VB软件所能提供的可视化的参数输入界面，结合已编写的螺旋弹簧有限元分析APDL命令流文件，通过在可视化界面上输入特定的参数值及点击相应的按钮，自动完成螺旋弹簧的有限元分析全过程。之后，在VB软件的结果后处理界面提取ANSYS软件的计算结果数据，得到最优设计参数。此程序适用于分析不同结构参数，不同加载状况下的多种设计方案，极大的提升分析效率，降低分析成本，具有工程实际意义。
【关键词】：侧载螺旋弹簧 有限元分析 优化设计 二次开发 VB软件 APDL
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH135;TP391.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 简述麦弗逊式悬架的结构及特点10
• 1.2 侧向载荷解决方案10-12
• 1.3 本课题研究重点12-14
• 第2章 侧载螺旋弹簧设计理论14-27
• 2.1 麦弗逊式悬架静力学分析14-17
• 2.2 侧载螺旋弹簧的结构原理及工作原理17
• 2.3 建立螺旋弹簧参数化模型17-26
• 2.3.1 侧载螺旋弹簧结构的逆向分析17-18
• 2.3.2 普通圆柱形螺旋弹簧的参数化建模18-25
• 2.3.3 侧载螺旋弹簧的参数化建模25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 侧载螺旋弹簧的有限元分析27-59
• 3.1 圆柱形螺旋弹簧的理论计算27-33
• 3.1.1 螺旋弹簧横截面上的受力分析27-30
• 3.1.2 密圈螺旋弹簧最大剪应力与刚度计算30-33
• 3.2 圆柱形螺旋弹簧的有限元分析33-38
• 3.2.1 解析模型34
• 3.2.2 解析结果与考察34-38
• 3.3 侧载螺旋弹簧的有限元分析38-42
• 3.3.1 有限元模型建立38-40
• 3.3.2 加载求解40-41
• 3.3.3 仿真结果分析41
• 3.3.4 弹簧座中的支反力41-42
• 3.4 侧载螺旋弹簧的优化设计42-58
• 3.4.1 ADAMS/CAR 悬架转向系统运动学仿真42-45
• 3.4.2 侧载螺旋弹簧的优化45-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 侧载螺旋弹簧有限元分析程序开发59-72
• 4.1 基于 VB 软件的 ANSYS 二次开发59-60
• 4.1.1 开发流程及原理59-60
• 4.1.2 参数化文件的形成60
• 4.2 VB 封装调用 ANSYS60-66
• 4.2.1 封装数据文件60-61
• 4.2.2 VB 调用 ANSYS 的实现方法61-62
• 4.2.3 检测调用情况62-63
• 4.2.4 ANSYS 结果输出63-65
• 4.2.5 VB 提取查看输出结果65-66
• 4.3 工作界面及计算实例66-71
• 4.3.1 用户界面前处理66-67
• 4.3.2 参数化螺旋弹簧的有限元分析程序67-70
• 4.3.3 结果显示70-71
• 4.4 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 丁志友;陈昌明;;车用侧载螺旋弹簧优化设计系统开发[J];北京汽车;2009年01期

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本文编号：337567