武汉理工大学汽车钢板弹簧轻量化设计与仿真分析报告人
汽车钢板弹簧轻量化设计与仿真分析 报告人: 8/27/2025
GERSITYOF武汉理工大学25钢板弹簧3少片簧静少片簧有限简述目录少片簧性力特性与结构优化元模型建立能实验设计动力特性分析2025/8/27
目录 1 简述 2 钢板弹簧 结构优化 设计 3 少片簧有限 元模型建立 4 少片簧静 力特性与 动力特性 分析 5 少片簧性 能实验 2025/8/27
CERSITYOF武汉理工大学1简述2025/8/27
2025/8/27 1 简述 2025/8/27
1.1分析目的CERSITYOF现阶段，少片簧越来越多的应用于微车、某些SUV和客车武汉理工大学上，可见，少片板簧应用越来越广泛，其优点不容忽视，其结构能被充分利用，保证等强度应力，与相同材料与功能的等截面簧比较，其质量能被减轻20%以上，从而降低成本，提高汽车的燃油经济性。本文旨在通过理论推导，仿真分析和实验论证的整套优化设计与验证方案，深入研究板簧轻量化的关键所在，在能降低整车成本和满足板簧实际使用要求的前提下，使板簧结构和各种性能得到改善，从而使整车质量得到减轻，为设计人员提供一套系统的优化设计方法与验证方案。2025/8/27
1.1 分析目的 2025/8/27 ⚫ 现阶段，少片簧越来越多的应用于微车、某些SUV和客车 上，可见，少片板簧应用越来越广泛，其优点不容忽视， 其结构能被充分利用，保证等强度应力，与相同材料与功 能的等截面簧比较，其质量能被减轻20%以上，从而降低 成本，提高汽车的燃油经济性。 ⚫ 本文旨在通过理论推导，仿真分析和实验论证的整套优化 设计与验证方案，深入研究板簧轻量化的关键所在，在能 降低整车成本和满足板簧实际使用要求的前提下，使板簧 结构和各种性能得到改善，从而使整车质量得到减轻，为 设计人员提供一套系统的优化设计方法与验证方案
1.2分析内容C根据原5片簧使用性能与工况条件，建立板簧力学模型，运ERSITYOF用材料力学中的单位载荷法和梁的变形理论结合数学几何武漢理工大学关系，推导3片不等长变截面钢板弹簧的刚度计算公式：在此基础上，将长度和厚度作为设计变量，对其长度、厚度、应力和刚度等进行约束限制，以质量最轻为目标函数用遗传算法求解此优化方程，得出满足结构要求且满足安全的少片钢板弹簧结构参数；将求解的设计参数代入刚度与应力公式，得出主簧和合成簧的刚度值与应力沿长度的分布；根据优化得到的参数，对少片簧用CAXA和UG建立三维模型，基于接触理论建立板簧的ANSYS有限元模型：在ANSYS中进行应力和刚度以及疲劳寿命的求解，并和理论求解刚度与应力进行对比，验证理论数学模型的正确性。2025/8/27
1.2 分析内容 2025/8/27 ⚫ 根据原5片簧使用性能与工况条件，建立板簧力学模型，运 用材料力学中的单位载荷法和梁的变形理论结合数学几何 关系，推导3片不等长变截面钢板弹簧的刚度计算公式； ⚫ 在此基础上，将长度和厚度作为设计变量，对其长度、厚 度、应力和刚度等进行约束限制，以质量最轻为目标函数， 用遗传算法求解此优化方程，得出满足结构要求且满足安 全的少片钢板弹簧结构参数； ⚫ 将求解的设计参数代入刚度与应力公式，得出主簧和合成 簧的刚度值与应力沿长度的分布； ⚫ 根据优化得到的参数，对少片簧用CAXA和UG建立三维模 型，基于接触理论建立板簧的ANSYS有限元模型； ⚫ 在ANSYS中进行应力和刚度以及疲劳寿命的求解，并和理 论求解刚度与应力进行对比，验证理论数学模型的正确性