基于惯性释放的三轮汽车钢板弹簧分析

何伟伟，范春光，孙付昀，陈云修，陈亚东，张先航

（262300 山东省 日照市 山东五征集团有限公司）

0 引言

三轮汽车的钢板弹簧，作为三轮汽车的弹性元件，为驾乘的舒适性和安全性提供重要保障[1]。某三轮汽车在试验过程中反馈钢板弹簧的副簧第2 片断裂，为了明确问题所在，为后续的改进提供依据，需要对该钢板弹簧进行分析。虽然钢板弹簧结构形式较为简单，但由于运动过程中存在结构非线性和几何非线性等问题，导致传统的计算方法存在很大的误差[2]。并且由于钢板弹簧在工作时，不是处于一个静定状态，所以,用传统的静力学分析将不能得到一个准确的结果，有可能会误导后续的设计。

采用惯性释放方法对钢板弹簧进行分析，将会有效避免上述情况的发生。本文首先对惯性释放原理进行简要介绍，然后采用惯性释放方法对钢板弹簧进行分析，将分析结构与实际断裂部位进行比较，验证了惯性释放方法在钢板弹簧分析中的正确性，为后续的设计提供依据。

1 惯性释放

惯性释放方法是可以对无约束或者约束不足系统的结构进行静力分析的一种方法。其特点是,先计算不平衡外力作用下结构的加速度，然后通过惯性力构造一个平衡的力系[3-4]。惯性释放典型的应用是在航空航天领域，例如模拟飞机的飞行、卫星在太空中的运动，以及模拟汽车的行驶状态。

对于轮船、飞机、汽车等较为复杂的结构，由于受到设计载荷计算方法的限制，还有数值计算的累计误差等原因，要得到一个绝对自平衡的力系是很困难的。……