平衡悬架橡胶弹簧静刚度特性分析与结构优化.pdf

机械设计与制造 第 12期 42 Machinery Design Manufacture 2012年 12月 文章编号 ：1001-3997(2012)12—0042—03 平衡悬架橡胶弹簧静刚度特性分析与结构优化 王 伟 张 飞 (华南理工大学 机械与汽车工程学院，广州 510641) StaticStiffnessAnalysisandStructure0ptimizationofRubber SpringofTandem Suspension WANGW ei，ZHANG Fei (SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversity ofTechnology，Guangzhou510641，China) 【摘 要】建立了某款载重汽车平衡悬架系统橡胶弹簧的有限元分析模型，应用非线性分析软件 ABAQUS对其垂向和侧向的非线性刚度进行了计算分析，得到的刚度曲线与试验结果具有很好的一致 性，证明了分析方法的有效实用性。对极限工况下橡胶弹簧内部应力分布进行分析，根据分析结果对现 有橡胶弹簧结构进行了结构优化，对优化后新结构进行了应力与应变分析，优化结果理想。该方法对平 衡悬架系统橡胶弹簧的结构优化设计与计算具有很大的指导意义。 关键词：橡胶弹簧；静刚度；结构优化；有限元法 【Abstract】Afiniteelementmodelofheavytrucktal~demsuspensionrubberspringhasbeene曲一 lished．Theverticalandlateralnon-linerstiffnessisanalyzedbyABAQUSwhichispowerfulinnonlinearity． Theresultsraecompraedwithexperimentalfigures．Thecalculationresultsmatchwithtestfiugreswhich testfiythemethod．Besides，therubberspringinternalstressdistributionunderlimitedconditionshasbeen analyzed．Onthebasisofstressdistribution，thestructureoftherubberspringisoptimized．Thenewstress nadstraindistributionsverifythevalidityoftheoptimizationmethod．Themethodismeanint~Culinstructure optimizationnadcalculationforrubberspringwhichisusedintnademsuspensionsystem． KeyW ords：RubberSpring；StaticStiffness；Optimization；FiniteElementM ethod 中图分类号：TH16 文献标识码 ：A 1引言 载的不同工况下具有等固有频率，从而保证了操纵稳定性和 良好 的平顺性u【。 平衡悬架是现代多轴载重汽车上采用的最主要的悬架结构 一 些科研人员日建立了橡胶弹簧参数化有限元接触模型，分 形式，它能在保证法规允许的范围内提高整车的运输效率，同时 在汽车行驶时也可保证其 良好的行驶平顺性和安全Jl生。橡胶弹簧 析了橡胶弹簧的刚度特胜并对橡胶