【正文】 片厚，碟簧部分外半徑，碟簧部分內半徑，支撐環(huán)平均半徑，碟片彈簧與壓盤的接觸半徑，膜片彈簧小端半徑，分離軸承作用半徑，分離指數目，切槽寬度。第四章 汽車膜片彈簧特性曲線計算AL法 彈簧計算的主要是碟簧部分，碟簧的精確計算很困難，所以作出了以下假設：(1) 碟簧在受到軸向載荷P時，沿其軸向的剖面不發(fā)生變形（仍保持其原剖面形狀），而是其軸向剖面繞剖面上某一中性點O轉動，如圖41所示；(2) 作用在膜片彈簧上的載荷均勻分布在內外圓周上；(3) 彈簧變形時，膜片彈簧和各支撐面之間的滑動摩擦不計。令A點的坐標為（x，y），那么有圖41可知： （42） （43）式中，為中性點O的半徑。因為，其碟簧部分剖面上任意點的應力都處于兩向應力狀態(tài)（由于剖面沿軸向不發(fā)生變形）。又知 根據先前的假定，由于 =0故 得 （47）把式（47）帶入（46），即得應力和應變之間的關系式： 把式（45）帶入上式，就可以找到任意A點的切向應力公式： (48)為了找到中性點0的位置，需要確定的大小。圖42 碟簧軸向剖面坐標位置示意圖 由于外力作用的方向和剖面相平行，因此，在垂直于剖面上的內力d之和必為零。沿半徑L的半圓周上作用的外力對軸線之矩為積分后得 沿半徑的半圓周上作用的外力對軸線之矩為積分后得 由于和的方向相反，故總的外力矩為 == （410）全部內力對軸線之矩為把有關公式帶入并取積分限，近似得積分后得 (411)根據平衡條件 =故得 （412）鑒于彈簧受載后沿大端受載方向的變形和角變形有一定的關系，近似地可認為 = （413）膜片彈簧的起始底角可近似認為 （414）把式（49）、式（413）、式（414）帶入（412），化簡后得實際上膜片彈簧最常見的尺寸比例關系為 12可認為 （415）這樣就得到膜片彈簧的第一個計算公式即 當外力沿膜片彈簧小端的圓周上作用時，如果要求得到大端的變形，及的關系式，則可用與前面相同的方法，因為===這樣就可得到膜片彈簧變形的第2個計算公式： 圖44 膜片彈簧小端變形 前面說過，沿膜片彈簧小端半徑為人的圓周上作用有力時，該處的變形為 ，和的關系可通過角變形推導出來。當力作用與分離指上時，每一個分離指所受到的載荷為，它的附加彎曲變形可按下式求得 （416）式中，分離指上作用載荷時，在任意半徑處的彎曲力矩： 分離指上作用單位載荷時，即=1時，在任意半徑處的彎曲力矩： E材料的彈性模量； 分離指在任意半徑處的慣性矩。由于分離指間的徑向槽在根部處變寬，因此應把分離指看作兩段變截面梁組成。據此，分離指有兩個寬度系數：和由于 故 根據寬度系數的定義，可找出和的變化規(guī)律： 因此，積分后得以上就是膜片彈簧特性曲線計算所需要的理論公式。 %x1為膜片彈簧大端變形E=*10^5。 %b為泊松比R=126。 %r為膜片彈簧小端半徑H=。 %h為膜片彈簧厚度L=122。 %l為支撐圈與膜片彈簧作用半徑P1=(pi*E*h*x1/(6*(1b^2)))*log10(R/r)/((Ll)^2).*((Hx1*((Rr)/(Ll))).*(H(x1/2)*(Rr)/(Ll))+h^2)。axis([0,7,0,12000])。 膜片彈簧CAE分析有限元法是從變分法發(fā)展而來，為了求解微分方程所用的一種數值計算方法，方法主要使用計算機，采用分塊近似的原理，從而逼近整體，這樣就可以用來求解一些物理問題。其次，在每個單元內，選擇一種近似的函數，來接近未知的單元內位移分布規(guī)律，就是分塊近似，并按彈性理論中的能量原理建立單元節(jié)點力和單元位移之間的關系，最后，把所有單元的這種關系式集合起來，就得到一組以節(jié)點位移為未知量的代數方程組，解這些方程組就可以求出物體上有限個節(jié)點的位移。有限元法經過幾十年的發(fā)展，已成為一種使用非常廣泛的數值計算的方法，它具有鮮明的特點，具體表現在以下方面。有限元法的基本思想是分塊近似和離散，概念容易理解。（2） 計算方法通用，應用范圍廣。（3） 可以處理任意復雜邊界的結構。同時，有限元法的單元可以通過插值函數的階次來提高有限元解的精度。所謂結構離散化，就是用假想的線或面將連續(xù)物體分割成由有限個單元組成的集合體，且單元之間僅在節(jié)點處連接，單元之間的作用僅由節(jié)點傳遞。這種用于描述單元內位移的簡單函數稱為位移函數，又稱為位移模式。 （2）建立單元平衡方程在選擇了單元類型和相應的位移函數后，即可按彈性力學的幾何方程、物理方程導出單元應變與應力的表達式，最后利用虛位移原理或最小勢能原理建立單元的平衡方程，即單元節(jié)點力與節(jié)點位移間的關系。但是，對于實際的連續(xù)體，力是從單元的公共邊界傳遞到另一個單元中去的。 （1）整體平衡方程建立有限元法的分析過程是先分后合，即先進行單元分析，在建立了單元平衡方程以后，在進行整體分析。集成所遵循的原則是各相鄰單元在共同節(jié)點處有相同的位移。 （2）方程求解在引入邊界條件之前，整體平衡方程是奇異的，這意味著整體方程是不可解的。只要在整體平衡方程中引入必要的邊界約束條件，整體平衡方程才能求解。 1）前處理，其任務包括： （1）建立分析結構的幾何模型。 （2）根據分析對象和目的，確定有限元網格劃分方案（單元類型的選擇、單元的密度和數量）和裝配方案（連接關系類型和位置），建立有限元分析的計算模型。 2）計算 是在形成總剛度方程并經約束處理后求解大型聯立線性方程組，最終得到節(jié)點位移的過程。 3）后處理 是對計算機輸出的結果（包括各種應力、位移或振型等）進行必要的處理并按一定的方式（如等應力線、變形圖、振型圖等）顯示或打印出來，以便對分析對象的性能或設計的合理性進行分析、評估，從而作出相應的改進或優(yōu)化。 （2）Hyperstudy 是功能強大而且易用的多學科優(yōu)化平臺，支持獨立于求解器的模型參數化，可用于試驗設計（DOE）、優(yōu)化研究和可行性研究。 （2）Hyperview Hyperview及其集成的HyerGraph模塊是通用的CAE后處理環(huán)境，為CAE和試驗結果的專業(yè)后處理提供支持。 （3）MotionView 是多體動力學仿真的前處理平臺，擁有全面的MBD接口、豐富的車身模型庫并支持二次開發(fā)。 3）先進的標準求解器技術 （1）Optistruct/Analysis 是有限元分析求解器，具有快速而精確的特點，能實現從線性靜態(tài)到頻率響應分析的求解功能。 （3）Radioss系列工具 Radioss技術在全球汽車行業(yè)得到了廣泛的應用，尤其是安全技術、生物仿真技術和車輛安全評價技術。4）高度集成的制造工藝仿真解決方案 （1）HyperForm 是鈑金沖壓成形仿真工具，可實現一步法和多步法求解。 （3）Forging 提供鍛造仿真方面的解決方案。 （5）Friction Stir Welding 提供模擬摩擦激光焊接的解決方案 5）流程自動化和數據管理系統 （1）Hy