本文關(guān)鍵詞：變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧結(jié)構(gòu)優(yōu)化及鑄造工藝設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在載重汽車領(lǐng)域中,鋼板彈簧仍是廣泛應(yīng)用的懸架彈性元件。常見的鋼板彈簧在汽車行駛過程中,鋼板之間形成較大的摩擦阻力,從而導(dǎo)致彈簧的剛度急劇增加,破壞汽車行駛的平順性。本文基于等應(yīng)力梁理論,設(shè)計出變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧,利用單位載荷法和扭轉(zhuǎn)角計算公式得到該彈簧的剛度計算公式,并借助有限元軟件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。利用ANSYS Workbench軟件,對彈簧的具體尺寸進(jìn)行了輔助設(shè)計：提出四種鋼板彈簧設(shè)計方案,并對其進(jìn)行靜力學(xué)分析、動力學(xué)分析,設(shè)計出滿足CA1091輕型貨車設(shè)計要求的彈簧結(jié)構(gòu)。將設(shè)計出的鋼板彈簧與市面上運(yùn)用于該車型前懸架鋼板彈簧進(jìn)行性能比對,本文彈簧重量降低了40%以上,避免了鋼板間的摩擦現(xiàn)象,在汽車運(yùn)行過程中剛度變化較小,保證了汽車行駛的平順性。制定出彈簧鑄造工藝,借助ProCAST軟件對彈簧的充型過程、凝固過程進(jìn)行了模擬分析。通過兩種鑄造方案對比試驗(yàn),確定了鋼板彈簧的鑄造工藝方案。采用正交試驗(yàn),研究了澆注溫度、型殼溫度及澆注時間對鋼板彈簧鑄造缺陷的影響。確定了當(dāng)澆注溫度為1540℃、型殼溫度為700℃和澆注時間為8s時,金屬液充型平穩(wěn),所得鑄件內(nèi)部縮孔、縮松缺陷較少。最后,利用ProCAST軟件的應(yīng)力模塊預(yù)測了鑄件在澆注過程中應(yīng)力較大的部位。結(jié)果顯示：最大應(yīng)力為243MPa,出現(xiàn)于內(nèi)澆口處。由于對鑄件性能影響較小,該工藝方案能夠獲取性能優(yōu)良、缺陷較少的鑄件。
【關(guān)鍵詞】：變截面 回轉(zhuǎn)式 鋼板彈簧 結(jié)構(gòu)設(shè)計 鑄造工藝
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH135;TG24
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 汽車懸架的概述15
• 1.2 常見鋼板彈簧15-16
• 1.2.1 傳統(tǒng)的多片鋼板彈簧15-16
• 1.2.2 少片變截面鋼板彈簧16
• 1.3 鋼板彈簧材料選擇16-17
• 1.4 鋼板彈簧制造工藝17-18
• 1.4.1 斷料與彎曲成形17
• 1.4.2 卷耳17
• 1.4.3 熱處理與噴丸處理17-18
• 1.5 鋼板彈簧載荷位移曲線18
• 1.6 國內(nèi)外鋼板彈簧的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.7 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧的理論基礎(chǔ)21-26
• 2.1 等應(yīng)力梁在鋼板彈簧中的運(yùn)用21-22
• 2.1.1 傳統(tǒng)的多片鋼板彈簧21-22
• 2.1.2 少片變截面鋼板彈簧22
• 2.2 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧結(jié)構(gòu)設(shè)計22-23
• 2.3 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧剛度計算23-25
• 2.3.1 拋物線狀鋼板變形計算23-24
• 2.3.2 回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)變形量計算24-25
• 2.3.3 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧剛度計算公式25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 運(yùn)用ANSYS Workbench對鋼板彈簧進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計26-39
• 3.1 有限元分析軟件ANSYS Workbench26-27
• 3.1.1 ANSYS Workbench線性靜力學(xué)分析基礎(chǔ)26
• 3.1.2 ANSYS Workbench動力學(xué)分析基礎(chǔ)26-27
• 3.2 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧靜力學(xué)分析27-31
• 3.2.1 計算流程27-29
• 3.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計29-31
• 3.3 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧設(shè)計31-35
• 3.4 性能對比35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第四章 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧鑄造工藝設(shè)計39-57
• 4.1 鑄造簡介39-41
• 4.1.1 數(shù)值模擬的主要軟件39-40
• 4.1.2 鑄造過程模擬軟件的主要研究內(nèi)容40-41
• 4.2 變截面回轉(zhuǎn)式鋼板彈簧鑄造工藝方案的確定41-47
• 4.2.1 ProCAST軟件簡介41-42
• 4.2.2 ProCAST軟件分析理論基礎(chǔ)42-43
• 4.2.3 數(shù)值模擬過程43-47
• 4.2.4 鑄造工藝參數(shù)的確定47
• 4.3 鑄造工藝方案的確定47-48
• 4.4 冒口設(shè)計48-51
• 4.5 確定鑄造工藝參數(shù)51-53
• 4.6 模擬結(jié)果分析53-55
• 4.6.1 金屬液充型及凝固過程模擬分析53-54
• 4.6.2 鑄件應(yīng)力場模擬分析54-55
• 4.7 本章小結(jié)55-57
• 第五章 論文總結(jié)與展望57-59
• 5.1 全文總結(jié)57-58
• 5.2 課題展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 研究生期間發(fā)表論文62

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本文編號：375427