一种新型复合材料板簧的开发与应用

孟令建，曹洲，王俊娇，宋鹏成

（陕西汽车集团有限公司技术中心，陕西 西安 710200）

前言

为适应社会发展，满足消费者需求，汽车零部件的轻量化要求越来越高，汽车新材料也朝着更加轻便、节能、安全、高速、长寿和环境友好的方向发展。与传统的金属材料相比，树脂基等复合材料具有比强度高、比模量大、重量轻、耐腐蚀等优点。汽车复合材料板簧与传统的钢板弹簧相比，在重量、强度、成型工艺等方面有很大优势。

本文基于某款轻型纯电动物流车的设计开发任务，介绍复合材料板簧的设计开发全过程，主要从结构设计、CAE分析、样件台架疲劳试验、整车搭载试验等方面进行阐述。

1 复合材料板簧设计

1.1 悬架整体布置方案

充分考虑复合材料板簧与原基型车钢板弹簧的互换性，板簧长度、安装位置保持与原车型一致，仅将钢板弹簧更换为复合材料板簧，实现轻量化设计。悬架整体布置方案如图1所示。

图1 复合材料板簧悬架布置图

1.2 复合材料板簧设计参数

经过与钢板弹簧的性能数据对比，结合复合材料本身材料特性，制定复合材料板簧的相关设计参数，与钢板弹簧的数据对比如表1所示。

表1 复合材料板簧与钢板弹簧相关性能参数对比

1.3 复合材料板簧结构设计

复合材料板簧主要有复合材料本体、卷耳部分、中间连接部分等组成，其结构如图2所示。

图2 复合材料板簧结构图

根据钢板弹簧的安装尺寸与性能要求，进行复合材料板簧结构设计和性能优化；……