基于有限元分析技术的少片变截面钢板弹簧动力学特性及可靠性的联合仿真

杨曼云

（云南机电职业技术学院，云南 昆明 650203）

0 引言

钢板弹簧是载货汽车和部分客车的非独立悬架中最常采用和最重要的弹性元件。目前悬架弹簧的发展趋势总体上为轻量化、高可靠度，钢板弹簧产品市场的发展方向是以等变截面多片簧为主，向少片变截面簧变刚度簧多元化品种的钢板弹簧发展。我们通过建立钢板弹簧有限元模型，使用接触单元模拟钢板弹簧簧片间的局部非线性接触状况，并研究簧片间的摩擦对钢板弹簧结构应力的基本影响状况，强调考虑结构的大变形，准确模拟片间的接触状态，并准确计算各簧片工作时的应力。与试验相结合，准确模拟了TB4282LE 后钢板弹簧总成的动力学特性。并且进一步完成了基于试验测试形式和基于CAE 的虚拟仿真形式的少片变截面板簧破坏形式预测及寿命分析。从而对钢板弹簧的研究提出了精益设计的概念，极大地提高了设计效率、设计精度，解决了传统设计中的算不准的问题，提高了产品的性能、质量，解决了产品的设计缺陷，优化了产品性能。达到了节省成本、提高开发效率，缩短开发周期的目的。构建了先进的少片变截面钢板弹簧开发模式。

1 钢板弹簧动力学特性有限元分析影响因素

钢板弹簧设计存在几何非线性和接触非线性等多种非线性因素，因而增加了其精确设计的难度。实际工作中，钢板弹簧同时存在预应力、大变形和各叶片间的接触等多种非线性响应，因此在钢板弹簧的有限元分析过程中，包含有几何非线性、边界非线性问题，即为二重耦合的非线性问题。……