【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)的題目是10噸載重平頭貨車(chē)的懸架設(shè)計(jì)。懸架是車(chē)架與車(chē)橋之間一切。傳力連接裝置的總稱(chēng)。懸架是保證汽車(chē)平順性的重要部件之一。變汽車(chē)的輕量化中都占有著必不可少的一部分。本次設(shè)計(jì)以參考EQ1092貨車(chē)的。一些基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)懸架，所以本次的懸架主要采用鋼板彈簧。主副鋼板彈簧的方式來(lái)設(shè)計(jì)本次的題目。通過(guò)設(shè)計(jì)畫(huà)出二維圖而且對(duì)。一部分進(jìn)行了三維的轉(zhuǎn)換，從而進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行受力分析及校核。

　　

【正文】 一步分析的錯(cuò)誤。 3) 添加約束，使鋼板彈 簧連接到一起，完成出的裝配。由于下一步分析所需的文件格式與 UG 一般保存格式不同，所以在完成裝配后應(yīng)選擇文件進(jìn)行導(dǎo)出，將實(shí)體導(dǎo)成 step 格式的文件。在導(dǎo)出的過(guò)程會(huì)出現(xiàn)黑屏畫(huà)面。切記不要將此畫(huà)面關(guān)掉，這是導(dǎo)出文件必須的程序轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。 注意此圖為 UG 導(dǎo)出文件的必要程序，不是電腦損壞的問(wèn)題。 4）裝配完成。得到如下裝配圖。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 圖 56 前懸架的鋼板彈簧裝配圖 圖 57 后懸架的彈簧裝配圖 ANSYS分析 為了進(jìn)一步了解材料的屬性和所設(shè)計(jì)的鋼板彈簧的剛度是否滿(mǎn) 足要求，也為了進(jìn)一步與實(shí)際相結(jié)合，使得到的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，因此采用三維建模數(shù)據(jù)分析。但由于只是對(duì)鋼板彈簧進(jìn)行應(yīng)力和應(yīng)變分析，所以在本次分析中我將用約束替代一些零部件的作用。例如：彈簧夾、螺栓。但由于 采 用約束 替代 零部件 ，所以得到分析強(qiáng)度會(huì)將比實(shí)際值篇小一些 。下面開(kāi)始進(jìn)行鋼板彈簧的分析。 分析步驟 將已經(jīng)裝配好的文件從 UG 導(dǎo)出轉(zhuǎn)成 STP 格式（由于在安裝 ANSYS 時(shí)，未安裝與 UG 相通，所以需要轉(zhuǎn)化）打開(kāi) ANSYS 建立新文件，開(kāi)始進(jìn)行分析裝配好的文件。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 1） 新建文件，列入程序如圖所示： 圖 58 Ansys 操作圖 2） 將已經(jīng)轉(zhuǎn)好格式的文件導(dǎo)入到 geometry 中。打開(kāi) A2 文件進(jìn)入 design model 截面進(jìn)行文件的轉(zhuǎn)換。由于鋼板彈簧為對(duì)稱(chēng)性，所以分析時(shí)分析其二分之一就行。 3)關(guān)于材料的選擇。由于本次是選用的材料在系統(tǒng)中無(wú)法查找。所以需要進(jìn)行添加新的材料。即將材料設(shè)為 。 4）進(jìn)入 Model 進(jìn)行接觸單元的設(shè)置。在樹(shù)形中找到 Connections 進(jìn)行接觸單元的設(shè)置。接觸間采用摩擦接觸，摩擦系數(shù)為 。為了保證 接觸協(xié)調(diào)性 ， 防止接觸表面相互穿透。所以采用增光拉格朗日的方法進(jìn)行計(jì)算。 為了進(jìn)一步追總接觸單元，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行單元之間 pinball 設(shè)計(jì)本次設(shè)為 3mm 注意：進(jìn)入 Model 比較緩慢需耐心等待。進(jìn)入后會(huì)出現(xiàn)一如下圖所示的樹(shù)形 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 圖 59 Model 操作圖 （ 5）網(wǎng)格的劃分。此次分析采用的是電腦自行劃分，由于電腦運(yùn)行較慢，所以在設(shè)計(jì)是采用的是基本的網(wǎng)格劃分法。注意網(wǎng)格的劃分大小根據(jù)電腦的運(yùn)行程度進(jìn)行劃分。 圖 510 網(wǎng)格劃分 （ 6） 添加載荷和固定約束。 由于本次設(shè)計(jì)的靜載時(shí)的彈簧所承載的靜載為 ?？紤]到汽車(chē)的行駛狀況 的影響 ，所以在設(shè)計(jì) 需要 一個(gè)動(dòng)載荷。 其動(dòng)載因數(shù)為 稱(chēng)型，所以此次添加的載荷為總載荷的 1/4 即載荷為 。為保證鋼板彈簧面與面之間的接觸需添加一個(gè)預(yù)載荷。即起到螺栓緊固的作用。 由于鋼板彈簧與車(chē)橋相固定，所以在進(jìn)行分析時(shí)的鋼板彈簧的支撐面選取最低端的面為固定面。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 圖 511 加載圖 （ 7）求解并添加應(yīng)力與應(yīng)變的分析結(jié)果。 右擊 static structural 選擇 solve 等待分析結(jié)果。最后在 soulution 中選擇應(yīng)力、應(yīng)變及總的分析圖如下圖所示： 圖 512 solution 結(jié)果圖操 作 更新 solution 得到最終的結(jié)果 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 分析結(jié)果 通過(guò)應(yīng)用 ANSYS 求解得到如下圖所示的結(jié)果： 1)前懸應(yīng)力分析圖： 圖 513 前懸應(yīng)力 根據(jù)分析圖 13 可知鋼板彈簧的最大應(yīng)力為 小于要求的額定值。所以從此圖可知設(shè)計(jì)的鋼板彈簧符合要求。 2) 前懸應(yīng)變分析圖： 圖 514 前懸應(yīng)變 3) 前懸最終的分析結(jié)果： 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 圖 515 前懸總分析圖 從 total 中發(fā)現(xiàn)鋼板彈簧的受力點(diǎn)為卷耳處，而且 所受力符合基本要求，所以本次設(shè)計(jì)前懸架符合要求。 后懸分析情況 后懸架由于是采用的主副彈簧并聯(lián)的方式裝配，由于不同的工況，鋼板彈簧的運(yùn)行方式不同。后懸的載荷較小時(shí)，只有主簧在運(yùn)行，由于貨車(chē)經(jīng)常 處于 滿(mǎn)載運(yùn)行 狀況 ， 而其余時(shí)間均處于空載。當(dāng)空載時(shí)， 鋼板彈簧的應(yīng)力是足夠的，所以只需分析滿(mǎn)載時(shí)鋼板彈簧的運(yùn)行情況。 由于后懸滿(mǎn)載時(shí)，副彈簧與支架接觸產(chǎn)生一定的力。此時(shí)主副簧同時(shí)工作。也就意味著此時(shí)的鋼板彈簧受到最少四個(gè)力。分別為主簧的兩個(gè)卷耳處和副簧與支架接觸點(diǎn)產(chǎn)生的力。所以在分析添加力時(shí)最少添加四個(gè)。 雖然在 滿(mǎn)載時(shí)主副鋼板彈簧同時(shí)受力，但主要受力還是由主簧承擔(dān)，因此在此設(shè)計(jì)中滿(mǎn)載時(shí)受力分為三份，主簧占有三分之二，副簧占有三分之一進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。 1） 主副簧同時(shí)作用時(shí)的應(yīng)力分析圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 圖 516 主副簧應(yīng)力圖 2） 主副簧同時(shí)作用時(shí)的應(yīng)變分析圖 圖 517 主簧應(yīng)變圖 3） 主簧同時(shí)作用時(shí)的總應(yīng)變分析圖 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 34 圖 518 主副簧總分析圖 經(jīng)過(guò)以上三圖可知：鋼板彈簧在此情況下符合要求。 后懸鋼板彈簧的強(qiáng)度驗(yàn)算 由于后懸在工 作時(shí)，鋼板彈簧 從空載到滿(mǎn)載是一個(gè)剛度變化情況 。 因此，我們 都將后懸的主副鋼板彈簧視為非線(xiàn)性鋼板彈簧。進(jìn)而也就表明了在第 三 節(jié)中對(duì)于后懸的分析只能代表某一時(shí)刻的鋼板彈簧剛度。但這一時(shí)刻是否是后懸所受力最大處及鋼板彈簧受力最大時(shí)，無(wú)從考究。因此，在本章中將近一步檢驗(yàn)鋼板彈簧的強(qiáng)度是否符合要求。 通過(guò)觀察汽車(chē)的行駛狀況，了解到 :當(dāng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于慣性的作用使此時(shí)的后懸架所受的力最大，因而導(dǎo)致此時(shí)的鋼彈彈簧所受力最大。因此只需分析滿(mǎn)載時(shí)，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)時(shí)鋼板彈簧所受的力進(jìn)而求出鋼板彈簧的剛度。經(jīng)查閱資料得到此時(shí)鋼板彈簧應(yīng)力公 式如下： ? ?? ? ? ?? ? ? ?1239。202022239。2 bhφ//φcmGσ mGWllll ???? （ 51） 注： G2為作用在后輪的垂直載荷， G2= m’2為驅(qū)動(dòng)時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，為 ； Φ 為道路附著系數(shù) ，取 B 鋼板彈簧片寬，為 75mm h1鋼板主片厚度，為 15mm l l2為鋼板彈簧前、后段長(zhǎng)度 ， 均 為 790mm C 為彈簧固定點(diǎn)到路面的距離， 為 800mm W0為鋼板彈簧總截面系數(shù)，為 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 代入公式求得 σ 為 1000Mpa 所以后 懸設(shè)計(jì)符合要求 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 36 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從一開(kāi)始的迷茫到一點(diǎn)點(diǎn)的熟悉整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程。一次又一次的看書(shū)了解設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)遇到難題結(jié)局問(wèn)題。來(lái)達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。在不斷的學(xué)習(xí)各種軟件和設(shè)計(jì)中所要考慮的問(wèn)題，我發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)其實(shí)不是僅僅只靠算幾個(gè)數(shù)就可以完成的。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中，要不斷地進(jìn)行更改進(jìn)行參數(shù)的修訂，才能完成最后的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)其實(shí)學(xué)要學(xué)習(xí)的東西還有很多，只靠現(xiàn)在所掌握到的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。通過(guò)一次又一次的解決問(wèn)題，我不斷的增長(zhǎng)自己的知識(shí)。而通過(guò)操作軟件，我發(fā)現(xiàn)一些自己總認(rèn)為不重要 的東西變得重要起來(lái)。所以在做任何簡(jiǎn)單的事都要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真達(dá)到熟練的掌握。為以后的路奠定基礎(chǔ)。 通過(guò)本次的設(shè)計(jì)，為我以后在公司工作，以及學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。也為我進(jìn)一步的走進(jìn)社會(huì)增加了一些必勝的砝碼。在老師和同學(xué)們的幫助下充分了解到了作為一名工科生，在做事情時(shí)必須做到嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。充分考慮到各個(gè)方面。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 37 致謝 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，在劉芳老師的指導(dǎo)下，通過(guò)一次次的 提出 問(wèn)題， 討論問(wèn)題 ，解決問(wèn)題。從而是本次的畢業(yè)水平提高了一個(gè)檔次 。 盡管 本次的設(shè)計(jì) 與工廠(chǎng)設(shè)計(jì)還相差一定距離 ，但是我 從中掌握了很多知識(shí)。對(duì)于此，我 非常感謝老師及同學(xué)還有學(xué) 長(zhǎng)對(duì)本次設(shè)計(jì)給我提供的幫助 ， 讓我對(duì)設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解。 通過(guò) 對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的了解 ， 也為我進(jìn)入公司進(jìn)步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 在此鄭重感謝劉芳老師！ 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 38 參考文獻(xiàn) [1] 王望予 .汽車(chē)設(shè)計(jì) .第四版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020: 174212. 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