【正文】 ate for more exact results. First of all, the stress of the multispring is examined, and the spring rate is analyzed by the traditional method, which used the model of curved beam. Then, using the finite element method, intensive nonlinear friction between the leaves is taken full account of after the leaf spring was assembled and loaded consequently, which is the pivot of this paper. At the same time, the geometry model is got from the initial designing of the advantaged front leaf spring of Beijing Jeep 2020, and the finite element software ANSYS is used during analysis process, which is allowed to gain the stress nephogram along spring leaves. Finally, pared the results of the traditional method with the finite element method。 本文研究的重點(diǎn)是充分 考慮 鋼板彈簧裝配時(shí)及承載時(shí)各葉 片 之間的強(qiáng)烈的非線性摩擦， 以北京吉普汽車有限公司 的 2020 改進(jìn)前 鋼板彈簧為例，用 ANSYS 有限元軟件 建立鋼板彈簧模型，利用該軟件提供的非線性接觸分析功能，計(jì)算得到 鋼板彈簧 自由狀態(tài)的弧高和裝配預(yù)應(yīng)力，對(duì)該彈簧進(jìn)行逐步加載，計(jì)算得到它的剛度曲線以及在各載荷下的應(yīng)力情況。鋼板彈簧在工作時(shí)，葉片之間存在摩擦力，而采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無法考慮片間摩擦力對(duì)鋼板彈簧的影響，為了更加準(zhǔn)確的分析鋼板彈簧的受力情況，本文采用有限元方法對(duì)鋼板彈簧的應(yīng)力及垂直剛度進(jìn)行了分析。 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 1 頁 等截面葉片鋼板彈簧的應(yīng)力強(qiáng)度分析 摘 要 鋼板彈簧是汽車懸架中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件，主要用于載重汽車及大客車的前后懸架上。它 的功用是緩沖與吸收車輛行駛中受到的沖擊和振動(dòng)，保證各種力的傳遞，直接影響到汽車行駛的平順性及操縱穩(wěn)定性。 本文首先 對(duì)等截面葉片的普通鋼板彈簧 采用 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 —— 材料力學(xué)的 共同曲率法確定其垂 直剛度以及不同載荷下的最大應(yīng)力值。 最后，與傳統(tǒng)計(jì)算方法得到的結(jié)果比較，得到有限元法分析的一些優(yōu)點(diǎn)。 a few advantages of the latter one would be concluded. Key Words: Leaf Spring, Finite Element Method, Contact 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 3 頁 目 錄 1 緒論 1 研究背景及意義 ......................................................................................................... 1 研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................... 2 本文研究內(nèi)容 ............................................................................................................. 3 2 鋼板彈簧的傳統(tǒng)計(jì)算方法 3 彈簧剛度計(jì)算 ............................................................................................................. 5 彈簧應(yīng)力計(jì)算 ............................................................................................................. 7 3 有限元分析方法簡介 9 有限元概述 ................................................................................................................. 9 結(jié)構(gòu) 非線性介紹 ......................................................................................................... 9 鋼板彈簧分析計(jì)算中存在的非線性問題 ............................................................... 10 幾何非線性 .................................................................................................... 10 接觸非線性 .................................................................................................... 11 ANSYS 介紹 ............................................................................................................ 14 應(yīng)用 ANSYS 分析接觸問題 .................................................................................... 14 不同接觸單元的特點(diǎn) .................................................................................... 15 處理接觸問題的算法 .................................................................................... 16 4 等截面葉片鋼板彈簧的有限元分析 17 前處理 ....................................................................................................................... 17 建立模型 ........................................................................................................ 17 劃分網(wǎng)格 ........................................................................................................ 19 建立接觸對(duì) .................................................................................................... 20 加載求解 ................................................................................................................... 24 加約束條件 .................................................................................................... 24 求解 ................................................................................................................ 24 后處理 ....................................................................................................................... 26 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 4 頁 逐步加載計(jì)算結(jié)果 ........................................................................................ 26 部分載荷下的平均應(yīng)力云圖 ........................................................................ 28 結(jié)果分析 ........................................................................................................ 33 結(jié)論 37 致謝 38 參考文獻(xiàn) 39 1 緒論 研究背景及意義 鋼板彈簧是汽車懸架中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件，它結(jié)構(gòu)簡單，是汽車懸架的重要組成部件，主要用于載重汽車及大客車的前后懸架上。它是由若干片等寬但不等長（厚度可以相等，也可以不相等）的合金彈簧片組成的一根近似等強(qiáng)度的彈性梁。橫置時(shí)因?yàn)閭鬟f縱向力必須設(shè)置附加的導(dǎo)向傳力裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，所以只在少數(shù)輕、微型車上應(yīng)用。不同鋼板彈簧的主要形式見圖1— 1。特別是在騎馬螺栓附近一圖 1－ 1 鋼板彈簧種類 [2] a）普通多片鋼板彈簧； b）少片變截面鋼板彈簧； c）兩級(jí)變剛度復(fù)式鋼板彈簧； d）漸變剛度彈簧； e） FRP 彈簧 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 5 頁 段，由于騎馬螺栓的夾緊，使得附近葉片間在相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生極大的摩擦力。 但所有基于材料力學(xué)理論的鋼 板彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算方法（本文亦稱為傳統(tǒng)計(jì)算方法），根本無法考慮這種由于承載變形過程中葉片之間產(chǎn)生相互運(yùn)動(dòng)的摩擦力對(duì)彈簧特性的影響，即使是修正的最大應(yīng)力計(jì)算結(jié)果都與實(shí)際測(cè)試結(jié)果存在不同程度的誤差。 本文應(yīng)用有限元分析方法，對(duì)鋼板彈簧離散化，全