汽车钢板弹簧悬架的参数化建模及可靠性计算

汽车钢板弹簧设计计算1

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14)(1-μi-1)↑3Ki 12)*13)
15)Bi 14)+1 16)ξi=Bi-αi-2*Ci-2 n=6,ξn=ξ6
2.钢板弹簧总成刚度C=6EIn/ln↑3/ξ
n (N/mm)
1)刚度差(C实-C 理)/C实*100 (%) 2)钢板弹簧总成挠度fc=2*Pn/C (mm) 3)钢板弹簧的固有频率N (Hz)=16/fc ↑0.5 （1.3~2.3Hz）
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4.A(L/2,(n0-1)h↑ 3),B(S/2,nh↑3)两点直线方程：（x-x1）/（x1x2）=（y-y1）/ （y1-y2）即：x=ay+b x1=L/2 x2=S/2 a=（x1-x2）/（y1y2） b=x1-（x1-x2） *y1/（y1-y2） 5.求各片的弦长Li (xi)圆整为尾数为 1)最短片L1 L2 (单边) L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 n=6,Ln=L6

汽车钢板弹簧减振性能的理论分析与计算

摘要本次设计的题目是汽车钢板弹簧减震性能的理论分析与计算。

主要任务是对江铃汽车少片簧进行的理论分析与计算。

设计的主要内容是：选定钢板弹簧的结构，根据给定的尺寸、外力等数据，运用机械振动学中的离散体与连续体的知识，用连续体振动方程计算出钢板弹簧各片的应力，而后再用有限元软件Ansys软件分析各片簧的应力，然后把理论计算结果与软件分析结果进行比较，最后根据尺寸用CAD软件画出钢板弹簧的零件图和装配图。

钢板弹簧是汽车悬架的重要元件，其能保证汽车具有良好的行驶平顺性和良好的操纵稳定性，还能保证汽车在车轮跳动时，主销定位参数变化不大，车轮运动与导向机构相协调，不出现摆振现象，转向时使整车有一定的不足转向。

钢板弹簧本身还能兼起导向机构的作用，并且由于弹簧各片之间的摩擦而起到一定的减震作用。

总之，由实践得知钢板弹簧对汽车行驶平顺性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种使用性能都有影响，因此钢板弹簧的设计对汽车的性能有很大影响，其设计也是汽车设计的一个重要方面。

关键词：钢板弹簧理论分析机械振动学 Ansys有限元软件ABSTRACTThe title of this design is the calculation and theoretical analysis of damping performance of automobile leaf spring. The main task is the calculation and theoretical analysis of less leaf spring of JiangLing cars. The main content of the design: selected the structure of leaf spring, according to the given size and forces and other data, using the knowledge of discrete body and continuous body of the mechanical vibration , then calculate the forces of each piece of steel spring according to the continuous body vibration equation. Then analysis the forces with the finite element software. Then compare the two results, finally paint out the assembly drawings.Leaf spring is an important component of automobile suspended frame , which can ensure the car has a good ride and good handling and stability , also can guarantee pin location parameters changed significantly and wheel movement aligned with steering mechanism and has no vibration and also ensure the vehicle has a certain lack of steering when the car beats the wheel. Leaf spring itself can also holds up the role of steering mechanism, and due to friction between the springs, it also can play s certain role of shock.In short, the practice proved that spring on vehicle ride comfort, stability, adoption, fuel economy, and other kinds of performance, so the design of leaf spring have a great impact on the performance of the car, its design is also an important aspect of automotive design.KEYWORDS: leaf spring theoretical analysis mechanical vibration ANSYS finite element software目录前言 (1)1.汽车工业简介 (1)2.汽车构造 (2)3.汽车悬架系统的作用、组成与分类 (2)4.设计任务 (5)2 钢板弹簧的传统理论分析 (3)2.1受力分析和载荷计算 (3)2.1.1 受力分析和静态载荷的计算 (3)2.1.2动态载荷的计算 (4)2.2钢板弹簧传统分析方法的应力计算 (6)2.2.1 力学模型的简化 (7)3 应力的计算 (8)3.1共同曲率法 (8)3.2许用应力的确定 (10)3.3少片钢板弹簧的简单估算方法 (11)3.4极限工况应力计算 (12)3.5钢板弹簧刚度和挠度的计算 (13)3.5.1 建模假设 (13)3.5.2 主副簧接触过程中的载荷计算 (14)3.5.3 载荷—挠度特性计算 (15)3.5.4钢板弹簧刚度的计算公式 (17)3.5.5 钢板弹簧自由刚度的计算 (18)3.5.6 夹紧状态下钢板弹簧刚度的计算 (19)3.6钢板弹簧振动理论分析 (19)4 钢板弹簧的有限元计算与分析 (22)4.1有限元工程分析在汽车设计中的应用 (22)4.2建立有限元模型 (23)4.2.1 有限元计算模型的简化 (23)4.2.2 定义单元属性 (24)4.2.3 接触分析 (25)4.2.4 施加载荷和约束 (27)4.2.5 设置求解选项 (28)4.2.6 有限元计算结果 (29)5 理论计算结果与有限元计算结果比较 (32)6 小结 (33)7 致谢 (34)8 参考文献 (35)前言1.汽车工业简介汽车是最重要的现代交通工具，汽车的种类最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的交通工具。

汽车后悬架系统钢板弹簧的设计毕业设计

目录第一章引言1.1 汽车工业的发展1.2 汽车的构造第二章悬架系统介绍2.1 汽车悬架系统的作用2.2 汽车悬架系统的组成2.3 汽车悬架系统的分类2.4 该项研究的目的与意义………………………………………………………2.5 国内外研究现状、发展动态…………………………………………………..2.6钢板弹簧2.6.1 钢板弹簧的基本结构和作用原理2.6.2 钢板弹簧的布置方案和材料选择第三章汽车后悬架系统钢板弹簧的设计计算3.1 设计给定参数3.2 钢板弹簧主要参数的确定3.2.1 前后悬架静挠度和动挠度的选择3.2.2 钢板弹簧满载弧高的选择3.2.3 钢板弹簧长度的确定3.2.4 悬架主、副钢板弹簧的刚度分配3.2.5 钢板弹簧所需的总惯性矩的计算3.2.6 根据强度要求计算钢板弹簧总截面系数3.2.7 钢板弹簧平均厚度的计算3.2.8 验算在最大动行程时的最大应力3.2.9 钢板弹簧叶片断面形状及尺寸的选择3.3 钢板弹簧的设计及校核3.3.1 钢板弹簧各片长度的确定3.3.2 钢板弹簧刚度的验算3.4 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高和曲率半径计算3.4.1 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高3.4.2 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径3.4.3 钢板弹簧叶片在自由状态下曲率半径的计算3.4.4 钢板弹簧各叶片在自由状态下的曲率半径和弧高的计算3.4.5 钢板弹簧总成弧高的核算3.5 叶片端部形状的选择3.6 钢板弹簧两端与车架的连接3.7 钢板弹簧弹簧销和卷耳的设计3.7.1 弹簧销的设计3.7.2 卷耳尺寸的确定第四章结论参考文献致谢第一章引言1.1 汽车工业的发展几千年来人们一直生活在马车时代。

马拖着车厢在乡村田埂上颠簸行驶，在城市的大街小巷中踢踏的慢跑。

人们的生活节奏缓慢，既沉重又舒展。

18世纪，瓦特打破了这种平静，蒸汽机的发明掀起了工业革命的浪潮。

随后，法国人尼克.卡歌楼特将蒸汽机装在马车上，第一辆“动力车”诞生了。

1钢板弹簧悬架设计规范

1钢板弹簧悬架设计规范钢板弹簧悬架设计规范(提纲)一、钢板弹簧钢断面参数(R=h/2, R=h, R=3h/4) 1．单面双槽钢（1）断面积（2）中性层位置（3）惯性矩（4）断面系数（5）拉、压应力比2．矩形断面钢（1）断面积（2）惯性矩（3）断面系数*主要（常用）规格列表，给出数值，供查用。

二、钢板弹簧总成基本特征参数1．刚度（自由刚度，夹紧刚度）（1）多片簧（2）少片簧2．比应力（1）多片簧（根部应力）（2）少片簧（a.根部应力；b.最大应力点应力）3．弧高（1）夹紧弧高（2）自由弧高三、有关整车性能参数的校核1．悬架固有频率（1）静挠度（2）固有频率（推荐值）（3）两级刚度复式板簧的挠度和频率2．侧倾校核（1）侧倾角刚度（a.板簧，b.稳定杆）（2）侧倾力臂（3）侧倾角（推荐值）3．杆系的运动学校核（1）板簧运动当量杆的计算a.基线角b.圆心位置c.当量杆长度（半径）d.相关点的平移（2）纵拉杆与板簧运动干涉量计算（推荐限值）（3）传动轴伸缩量与万向节夹角校核4．制动时的纵扭干涉（1）板簧纵扭特性a.纵扭瞬心位置b.纵扭角（2）纯纵扭干涉引起的跑偏量（3）纵扭与“点头”同时干涉的跑偏量5．轴转向效应（1）当量杆斜度（2）轴转向效应系数四、强度校核1．设计载荷下的平均静应力（推荐值）（1）等比应力（2）不等比应力a.多片簧各片不等厚b.少片簧2．最大行程下的极限应力（推荐值）（1）等比应力（2）不等比应力3．纵扭时应力校核（推荐值）（1）制动a.前簧b.后簧（倒车）（2）驱动后簧4．卷耳应力校核（推荐值）（1）制动（2）驱动五、钢板弹簧各单片的设计1．多片簧各单片长度的确定2．各单片弧高的确定（1）总成弧高的选定a.装车后满载弧高b.装车后无载弧高c.自由弧高与曲率半径（2）各单片预应力的选定a.预应力选取原则b.自平衡条件（3）各单片自由弧高和曲率半径的计算（多片簧，少片簧）a.Rkb.Hk六、生产文件中有关参数的选定1．预压缩行程2．验证负荷3．无载与设计负荷下的总成弧高4．设计负荷下的刚度值及其测定点。

基于可靠性技术的汽车钢板弹簧设计

式中，ｕ型螺栓中心距ｓ１０ｍ为２ｍ；ｋ为考虑Ｕ型螺栓夹紧弹簧后的无效长度系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，ｋ＝Ｏ；取．５ｃ为钢板弹簧垂直刚度（／Ｎｍｍ）ｃ＝，；，
６为挠度增大系数６＝１３．；３Ｅ为材料的弹性模，Ｅ＝２１Ｘ１５ａ．０ＭＰ；
（）１满载弧高。用来保证汽车具有给定的高度。当＝０时，钢板弹簧在对称位置上工作。考虑到使用期间钢板
弹簧塑性变形的影响，和为了在车架高度已限定时能得到足
够的动挠度值，中选取：１ｍ。文５ｍ（）２钢板弹簧长度。钢板弹簧长度￡是指弹簧伸直后。
算得到。
＝２ｏＩ。＝Ｊ／Ｆ㈩
强度，用概率统计的方法来处理各个设计变量，同时对系统失
效的可能性进行定量分析和预测。常规设计方法中，足强度的判据为：件的强度必须大满零于工作压力。可靠性设计的目标是：零件强度ｈ大于工作压力
《装备制造技术）００年第４２１期
基于可靠性技术的汽车钢板弹簧设计
赵建平
（南京理工大学紫金学院，江苏南京２０４）１０６
摘要：可靠性设计理论的基础上，在对汽车钢板弹簧各参数进行了确定，并在给定可靠度的条件下，进行了可靠性设计。在此基础
．ｓ的概率，要大于或等于所要求满足的可靠度。当已知概率密度函数或联合概率密度函数，且极限状态方程中的变量都是正态变量时，可靠性指标和可靠度很容易求得。若含有非正态变量时，只要进行等效正态变换，容易求得可靠性指标和也可靠度。但在工程实践中，往往很难有足够的资料来确定随机

汽车钢板弹簧悬架设计

汽车钢板弹簧悬架设计汽车钢板弹簧悬架设计引言钢板弹簧悬架是汽车悬架系统中通用的一种。

它具有结构简单、可靠耐用、维护方便等优点，已经成为了汽车悬架系统中不可少的一个组成部分。

本文将探讨汽车钢板弹簧悬架设计的相关知识，包括设计原理、结构材料、设计参数等内容。

一、设计原理汽车钢板弹簧悬架的设计原理是基于弹性和变形实现对汽车震动的吸收和减少。

其基本原理就是利用钢板的弹性变形来吸收汽车在行驶过程中的震动。

弹簧最基本的原理就是哈客定理，即移动的钢板弯曲，因而有了张力和弯曲的复合作用。

钢板弹簧的弹力与材料尺寸、形状和弯曲角度等有关，形状越大、角度越大、宽度越宽，就越能产生弹射力，抗弯曲能力就越好。

二、结构材料汽车钢板弹簧悬架的结构材料是弹簧钢板，它是一种高强度的钢板。

弹簧钢板的化学成分比较复杂，其中含有较多的铬、钼、锰等合金元素，从而保证了钢板的强度和韧性。

弹簧钢板的强度分为两种，一种是静载强度，即弹簧钢板未经过加载状态，所能承受的最大应力；另一种是动载强度，即弹簧钢板在载荷加速状态下，所能承受的应力。

在制造钢板弹簧悬架时，应根据车重、行驶条件、路面状况等因素进行设计选择材料。

三、设计参数汽车钢板弹簧悬架的设计参数有弹簧高度、弹簧宽度、弹簧板厚等。

弹簧高度是弹簧的有效长度，弹簧宽度是弹簧的有效宽度，应根据汽车底盘结构与弹簧安装方式选定。

弹簧板厚直接影响钢板弹簧的强度和韧性，通常采用1.5mm到4mm的钢板材料加工制造。

如果太薄，就不能在车载荷下承受高的撞击力；如果太厚，则不能很好地吸收地面颠簸，影响行驶舒适性。

此外，还需要考虑弹簧孔距、总圈数、自由高度等因素，以达到最优的悬架系统设计效果。

四、结论本文综述了汽车钢板弹簧悬架的设计原理、结构材料和设计参数等知识点，这里强调一下设计数据的选择是钢板弹簧悬架设计中非常关键的一环。

必须根据所要使用的车辆的行驶条件、驾驶员驾驶习惯和所装载的重量等，对钢板弹簧的各项基本参数进行科学合理的结构设计，使得汽车钢板弹簧悬架的设计能满足汽车行驶舒适和悬架稳定等各种要求。

汽车钢板弹簧的性能计算和试验

汽车钢板弹簧的性能计算和试验首先，汽车钢板弹簧的性能主要包括以下几个方面。

1.抗压性能：汽车钢板弹簧需要承受车身的重力和不同路况下的载荷，因此需要具备良好的抗压性能。

这主要取决于材料的强度和设计的结构形式。

2.弹性模量：汽车钢板弹簧必须具备足够的弹性，以便在受到压力后能够恢复原状，保持悬挂系统的正常工作状态。

3.疲劳寿命：汽车钢板弹簧在长期使用的过程中，需要承受反复加载和卸载的作用，容易发生疲劳断裂。

因此，提高弹簧的疲劳寿命是非常重要的，需要选择耐疲劳性能好的材料和合理的结构设计。

其次，汽车钢板弹簧的计算主要包括以下几个方面。

1.材料选择：根据汽车钢板弹簧所需的强度和弹性模量，选择合适的材料。

常用的材料有碳素钢和合金钢等。

2.结构设计：根据汽车的荷载情况和悬挂系统的要求，设计合适的弹簧结构。

包括弹簧片的长度、宽度、厚度以及弹簧片的叠放方式等。

3.刚度计算：根据汽车的质量、弹簧的刚度系数以及悬挂系统的要求，计算出合适的弹簧刚度。

刚度计算可通过弹簧公式和有限元分析等方法进行。

最后，汽车钢板弹簧的试验主要包括以下几个方面。

1.负荷试验：对汽车钢板弹簧进行加荷试验，测试其承受负荷的能力。

这通常包括静态负荷试验和动态负荷试验两种。

2.疲劳试验：通过反复加载和卸载的试验，测试汽车钢板弹簧的疲劳寿命。

疲劳试验通常包括弯曲疲劳试验和循环疲劳试验。

3.刚度试验：通过施加不同荷载，测量弹簧的变形量和对应的载荷，计算出弹簧的刚度系数。

在试验过程中，需要遵循相关的试验标准和方法，确保试验结果的准确性和可靠性。

综上所述，汽车钢板弹簧是汽车悬挂系统中不可或缺的元件，其性能、计算和试验的合理设计和有效实施，对于保证汽车悬挂系统的稳定性、舒适性和安全性具有重要的意义。

汽车钢板弹簧设计计算

1.1单个钢板弹簧的载荷已知汽车满载静止时汽车前轴荷G1=3000kg，非簧载质量Gu1=285kg，则据此可计算出单个钢板弹簧的载荷:Fw1=（G1－Gu1）／２＝1357.5 kg （１）进而得到：Pw1=Fw1×9.8=13303.5 N （２）1.2钢板弹簧的静挠度钢板弹簧的静挠度即静载荷下钢板弹簧的变形。

前后弹簧的静挠度都直接影响到汽车的行驶性能[1]。

为了防止汽车在行驶过程中产生剧烈的颠簸（纵向角振动），应力求使前后弹簧的静挠度比值接近于1。

此外，适当地增大静挠度也可减低汽车的振动频率，以提高汽车的舒适性。

但静挠度不能无限地增加（一般不超过240 ｍｍ），因为挠度过大，即频率过低，也同样会使人感到不舒适，产生晕车的感觉。

此外，在前轮为非独立悬挂的情况下，挠度过大还会使汽车的操纵性变坏。

一般汽车弹簧的静挠度值通常如表1[2]所列范围内。

本方案中选取fc1=80 ｍｍ。

1.3钢板弹簧的满载弧高满载弧高指钢板弹簧装到车轴上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳孔半径）连线间的最大高度差[3]。

当H0=0时，钢板弹簧在对称位置上工作。

考虑到使用期间钢板弹簧塑性变形的影响和为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取H0∈10－20ｍｍ。

本方案中H01初步定为１8ｍｍ。

1.4钢板弹簧的断面形状板弹簧断面通常采用矩形断面，宜于加工，成本低。

但矩形断面也存在一些不足。

矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的对称位置上。

工作时，一面受拉应力，一面受压应力作用，而且上、下表面的名义拉应力和压应力的绝对值相等。

因材料的抗拉性能低于抗压性能，所以在受拉应力作用的一面首先产生疲劳断裂。

除矩形断面以外的其它断面形状的叶片，其中性轴均上移，使受拉应力的一面的拉应力绝对值减小，而受压应力作用的一面的压应力绝对值增大，从而改善了应力在断面上的分布情况，提高了钢板弹簧的疲劳强度并节约了近10%的材料。

汽车与钢板弹簧减振性能的理论分析与计算

摘要本次设计的题目是汽车钢板弹簧减震性能的理论分析与计算。

主要任务是对江铃汽车少片簧进行的理论分析与计算。

设计的主要内容是：选定钢板弹簧的结构，根据给定的尺寸、外力等数据，运用机械振动学中的离散体与连续体的知识，用连续体振动方程计算出钢板弹簧各片的应力，而后再用有限元软件Ansys软件分析各片簧的应力，然后把理论计算结果与软件分析结果进行比较，最后根据尺寸用CAD软件画出钢板弹簧的零件图和装配图。

钢板弹簧是汽车悬架的重要元件，其能保证汽车具有良好的行驶平顺性和良好的操纵稳定性，还能保证汽车在车轮跳动时，主销定位参数变化不大，车轮运动与导向机构相协调，不出现摆振现象，转向时使整车有一定的不足转向。

钢板弹簧本身还能兼起导向机构的作用，并且由于弹簧各片之间的摩擦而起到一定的减震作用。

总之，由实践得知钢板弹簧对汽车行驶平顺性、稳定性、通过性、燃油经济性等多种使用性能都有影响，因此钢板弹簧的设计对汽车的性能有很大影响，其设计也是汽车设计的一个重要方面。

关键词：钢板弹簧理论分析机械振动学 Ansys有限元软件ABSTRACTThe title of this design is the calculation and theoretical analysis of damping performance of automobile leaf spring. The main task is the calculation and theoretical analysis of less leaf spring of JiangLing cars. The main content of the design: selected the structure of leaf spring, according to the given size and forces and other data, using the knowledge of discrete body and continuous body of the mechanical vibration , then calculate the forces of each piece of steel spring according to the continuous body vibration equation. Then analysis the forces with the finite element software. Then compare the two results, finally paint out the assembly drawings.Leaf spring is an important component of automobile suspended frame , which can ensure the car has a good ride and good handling and stability , also can guarantee pin location parameters changed significantly and wheel movement aligned with steering mechanism and has no vibration and also ensure the vehicle has a certain lack of steering when the car beats the wheel. Leaf spring itself can also holds up the role of steering mechanism, and due to friction between the springs, it also can play s certain role of shock.In short, the practice proved that spring on vehicle ride comfort, stability, adoption, fuel economy, and other kinds of performance, so the design of leaf spring have a great impact on the performance of the car, its design is also an important aspect of automotive design.KEYWORDS: leaf spring theoretical analysis mechanical vibration ANSYS finite element software目录前言 (1)1.汽车工业简介 (1)2.汽车构造 (2)3.汽车悬架系统的作用、组成与分类 (2)4.设计任务 (5)2 钢板弹簧的传统理论分析 (3)2.1受力分析和载荷计算 (3)2.1.1 受力分析和静态载荷的计算 (3)2.1.2动态载荷的计算 (4)2.2钢板弹簧传统分析方法的应力计算 (6)2.2.1 力学模型的简化 (7)3 应力的计算 (8)3.1共同曲率法 (8)3.2许用应力的确定 (10)3.3少片钢板弹簧的简单估算方法 (11)3.4极限工况应力计算 (12)3.5钢板弹簧刚度和挠度的计算 (13)3.5.1 建模假设 (13)3.5.2 主副簧接触过程中的载荷计算 (14)3.5.3 载荷—挠度特性计算 (15)3.5.4钢板弹簧刚度的计算公式 (17)3.5.5 钢板弹簧自由刚度的计算 (18)3.5.6 夹紧状态下钢板弹簧刚度的计算 (19)3.6钢板弹簧振动理论分析 (19)4 钢板弹簧的有限元计算与分析 (22)4.1有限元工程分析在汽车设计中的应用 (22)4.2建立有限元模型 (23)4.2.1 有限元计算模型的简化 (23)4.2.2 定义单元属性 (24)4.2.3 接触分析 (25)4.2.4 施加载荷和约束 (27)4.2.5 设置求解选项 (28)4.2.6 有限元计算结果 (29)5 理论计算结果与有限元计算结果比较 (32)6 小结 (33)7 致谢 (34)8 参考文献 (35)前言1.汽车工业简介汽车是最重要的现代交通工具，汽车的种类最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的交通工具。

钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度

第25卷2006年第5期5月机械科学与技术MECHAN I C AL SC I E NCE AND TECHNOLOGY Vol .25May No .52006收稿日期:20050510基金项目:国家自然科学基金项目(50175043)资助作者简介:张义民(1958-),男(汉),教授,博士生导师E 2mail:zhangy m@public .cc .jl .cn张义民文章编号:100328728(2006)0520616203钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度张义民,刘巧伶,闻邦椿(东北大学机械工程与自动化学院,沈阳　110004)摘　要:讨论了钢板弹簧的可靠性分析的参数灵敏度问题,提出了可靠性灵敏度分析的计算方法,研究了正态分布设计参数的改变对钢板弹簧可靠性的影响,为钢板弹簧的可靠性设计提供了理论依据。

关　键　词:钢板弹簧;可靠性设计;灵敏度中图分类号:U463 文献标识码:AParam etr i c Sen siti v ity i n Reli a b ility Ana lysis of a M ulti 2leaf Spr i n gZhang Yi m in,L iu Q iaoling,W en Bangchun(College ofMechanical Engineering and Aut omati on,Northeastern University,Shenyang 110004)Abstract:The para metric sensitivity in reliability analysis of a multi 2leaf s p ring is extensively discussed and a calculati on method f or reliability sensitivity analysis is p resented .The effects of changes in a nor 2mally distributed design para meters on reliability of the multi 2leaf s p ring are studied .The method p resen 2ted here p r ovides a theoretical basis f or its reliability design .Key words:multi 2leaf s p ring;reliability analysis;sensitivity 可靠性工程研究的主要内容是产品的可靠性设计、试验和验证。

钢板弹簧悬架的设计讲解

轻型载货汽车后悬架钢板弹簧设计摘要悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。

悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并缓和汽车行驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车行驶的平顺性。

本文讨论了汽车悬架的发展现状，对悬架的结构形式进行简单介绍，对影响悬架运动的各种因素进行分析，本文通过传统的设计计算方法和计算机技术相结合，以依维柯欧霸轻卡为原型车，详细设计计算了渐变刚度钢板弹簧后悬架。

文中首先介绍了悬架系统领域的研究与设计及其发展现状和趋势；其次详细概述了悬架系统对汽车平顺性和操纵稳定性的影响；再次着重阐述了钢板弹簧悬架设计的详细步骤和设计要求，各主要零部件结构的选型及计算；板簧弧高及曲率半径的计算，材料强度、刚度的验算、校核；减振器的选取。

关键词：轻型载货汽车，后悬架，钢板弹簧悬架，减震器DESIGN OF LIGHT TRUCKSUSPENSION WITH LEAF SPRINGABSTRACTSuspension involves some related components, which exist to guarantee elastic contact between wheels or axle and the carrying system. It also has a great contribution in transferring the load, cushioning the impact, attenuating vibration, and regulating the position of the body of the running car. Apart from the transformation of force and moment between wheels and frame, it helps cushion the impact when uneven road surface is encountered, undermine the following vibration of carrying system, as a result, provide a great possibility of smoothly running.This paper discusses the current development of vehicle suspension, gives a brief introduction of the structural form of suspension, analyze factors which have influence on suspension movement. This article through the traditional design calculation method and computer technology, combiningwith IVECO Light Truck Tire as the prototype, the car design calculation after gradient stiffness &leaf spring suspension.This paper firstly introduces the suspension system research and design and development status quo and tendency; Secondly detailed overview of the suspension system and manipulation stability comfort ability influences; Introduces emphatically the leaf spring again suspension design processes of the ship unlades and design requirements, the structure of the main parts selection and calculation, leaf-spring curvature, material strength, stiffness checking and checking, shock absorber selection and installation Angle calculation.KEY WORDS：Light truck, rear suspension, leaf spring suspension, shock absorber目录摘要 (1)ABSTRACT (1)第一章研究背景 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 国外研究概况 (1)1.3 国内研究概况 (3)1.4 本课题的研究意义和研究内容 (6)1.4.1 研究意义 (6)1.4.2研究内容 (7)1.4.3研究方法 (8)1.5本章小结 (9)第二章钢板弹簧悬架结构分析 (10)2.1钢板弹簧概述 (10)2.2钢板弹簧悬架的基本结构和工作原理 (13)2.2.1钢板弹簧悬架的基本结构 (13)2.2.2钢板弹簧悬架的工作原理 (14)2.3本文设计采用的结构形式 (15)2.3.1板簧悬架 (15)2.3.2空气悬架 (16)2.3.3橡胶悬架 (16)2.3.4总结 (16)2.4悬架系统各主要零部件选型 (17)2.4.1叶片断面 (17)2.4.2 叶片的端头形状 (18)2.4.3 钢板弹簧与车架的连接形式的确定 (19)2.4.4 吊耳及钢板弹簧销的结构 (19)2.4.5 钢板弹簧卷耳和衬套 (19)2.4.6 弹簧夹箍 (20)2.4.7钢板弹簧中心螺栓 (20)2.5技术经济分析 (20)第三章悬架系统主要性能参数的确 (23)3.1悬架静挠度和动挠度的选择 (23)3.2悬架弹性特性 (24)3.3后悬架主、副簧刚度的分配关系 (25)3.4悬架侧倾刚度及其在前、后轴的分配 (26)第四章钢板弹簧悬架的计算 (28)4.1初选参数 (28)4.1.1主片长度 (28)4.1.2断面尺寸及片数的确定 (28)4.2 各片长度的确定 (31)4.3钢板弹簧的刚度验算 (32)4.4总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (33)4.4.1.弹簧总成自由弧高的确定 (33)4.4.2．各片副簧自由状态下曲率半径的确定 (34)4.5钢板弹簧总成弧高的核算 (35)第五章设计图纸 (37)第六章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (47)第一章研究背景1.1 课题研究背景悬架系统是现代汽车上的重要总成之一，它是汽车车架与车轴之间一切传力连接装置的总称，能保证他们之间的弹性连接。

汽车钢板弹簧的设计

汽车钢板弹簧的设计一、汽车钢板弹簧的基本特性钢板弹簧的主要功能是作为汽车悬架系统的弹性元件，此外多片弹簧的片间摩擦又起作系统的阻尼作用，多数钢板弹簧通过卷耳和支座兼有导向作用。

但就其基本的受力情况及结构特点，钢板弹簧具有以下两个基本特征：1、无论钢板弹簧以什么形式装在汽车上，它都是以梁的方式在工作，也就是说它的主要受力方向垂直于钢板弹簧长度。

同时，由于受变形相对其长度很小，因此可以利用材料力学中有关小挠度梁的理论，即线性原理来进行分析计算。

2、钢板弹簧装在汽车上所承受的弯矩，基本上是单向载荷，因而其弯曲应力也是单向应力。

二、等应力梁的概念椭圆形半椭圆形四分之一椭圆形除早期的汽车采用过椭圆形钢板弹簧，近代汽车绝大多数采用半椭圆形钢板弹簧，只有极少数采用四分之一椭圆形钢板弹簧。

无论何种形式的钢板弹簧，就其总成而言，都是根部支承，端部承爱集中载荷，它都是以梁的方式在工作。

众所周知，理想的梁应该是一根等应力梁，这样才能获得材料的最佳利用。

对于钢板弹簧而言，无论单片或多片，设计者应该努力将它设计成等应力梁或近似于等应力梁。

就单片梁而言，当只有单片承爱集中载荷时，有两种轮廓可以满足等应力梁的要求。

对于等厚度者，宽度应成三角形，对于等宽度者，厚度为抛物线形状。

当然，从理论上讲，只要截面系数沿片长方向与弯矩成比例变化，都可以成为等应力梁。

然而汽车上几乎没有采用同时变厚又变宽的弹簧。

上述轮廓线只是对弯曲应力而言，实际上钢板弹簧端部受剪切强度的要求以及卷耳的存在，第一种轮廓只能是在三角形端部加上等宽的矩形或整个宽度成为梯形，而第二种轮廓只能是抛物线端部接上一段等厚度的矩形或厚度按梯形变化的梁。

为了简化轧制工艺，对于等宽度者，可用梯形代替抛物线。

此外，根部也设计成为平直的，便于与支承座贴合，也就是说，或者由梯形和根部、端部为矩形的三段直线构成。

所以，在实际应用上，只能把弹簧设计成为近似的等应力梁。

由于结构上的原因，没有人在汽车上采用等厚度变宽度的单片钢板弹簧，但等宽度变厚度的单片钢板弹簧早就得到实际的应用。

汽车钢板弹簧悬架设计

汽车钢板弹簧悬架设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】汽车钢板弹簧悬架设计（1）、钢板弹簧种类汽车钢板弹簧除了起弹性元件作用之外，还兼起导向作用，而多片弹簧片间磨擦还起系统阻尼作用。

由于钢板弹簧结构简单，使用维修、保养方便，长期以来钢板弹簧在汽车上得到广泛应用。

目前汽车使用的钢板弹簧常见的有以下几种。

①通多片钢板弹簧，如图1-a所示，这种弹簧主要用在载货汽车和大型客车上，弹簧弹性特性如图2-a所不，呈线性特性。

图1 图2②少片变截面钢板弹簧，如图1-b所不，为减少弹簧质量，弹簧厚度沿长度方向制成等厚，其弹性特性如一般多片钢板弹簧一样呈线性特性图2-a。

这种弹簧主要用于轻型货车及大、中型载货汽车前悬架。

③两级变刚度复式钢板弹簧，如图1-c所示，这种弹簧主要用于大、中型载货汽车后悬架。

弹性特性如图2-b所示，为两级变刚度特性，开始时仅主簧起作用，当载荷增加到某值时副簧与主簧共同起作用，弹性特性由两条直线组成。

④渐变刚度钢板弹簧，如图1-d所示，这种弹簧多用于轻型载货汽车与厢式客车后悬架。

副簧放在主簧之下，副簧随汽车载荷变化逐渐起作用，弹簧特性呈非线性特性，如图2-c所示。

多片钢板弹簧钢板弹簧计算实质上是在已知弹簧负荷情况下，根据汽车对悬架性能（频率）要求，确定弹簧刚度，求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。

并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。

钢板弹簧设计的已知参数1)弹簧负荷通常新车设计时，根据整车布置给定的空、满载轴载质量减去估算的非簧载质量，得到在每副弹簧上的承载质量。

一般将前、后轴，车轮，制动鼓及转向节、传动轴、转向纵拉杆等总成视为非簧载质量。

如果钢板弹簧布置在车桥上方，弹簧3/4的质量为非簧载质量，下置弹簧，1/4弹簧质量为非簧载质量。

2)弹簧伸直长度根据不同车型要求，由总布置给出弹簧伸直长度的控制尺寸。

在布置可能的情况下，尽量增加弹簧长度，这主要是考虑以下几个方面原因。

汽车前悬架力学计算建模及仿真分析报告

图 2－1 上摆臂
图 2－2 下摆臂
图 2－3 转向节
图 2－4 扭杆
图 2－5 上拉杆
图 2－6 下拉杆
根据前悬架的总装配图纸，在 PRO/E 中进行装配，并生成爆炸图如图 2－7、2－8 所示。
图 2－7 悬架总装配图
图 2－8 前悬架爆炸图 1－前梁焊接总成，2－扭杆弹簧，3－上摆臂，4－下摆臂，5－减震器总成，6－上
ω2 ----------------------为主销内倾角，由图纸尺寸可得为 6.5 度
ω1,ω3 --------------------为下、上摆臂角
a ----------------------为车轮接地点至上摆臂球头 A 中心的水平距离 h2 ----------------------为上摆臂球头 A 至地面高度 Fz ,Fy------------------分别为单个车轮的垂直,横向载荷
F2z * l 3 * cos ω3 − F2 y * l 3 *sin ω3 = m ------------------------- (1-4)
式中
l 2 ----------------------为主销长度，由图纸尺寸可得约为 264mm
l 3 ----------------------为上摆臂长度，由图纸尺寸可得为 270mm
F2y = F1 * cosω1 − Fy = −4.66 *cos 9.8550 = −4.59KN
F2z = Fz + F1 *sin ω1 = 12.25 − 4.66*sin 9.8550 = 11.45KN
式中取 Fy=0 ( 静载时没有横向力)
ω1
=
arctan
78 449
≈

钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版

1 范围本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法3 符号、代号、术语及其定义GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件GB 13094-2017 客车结构安全要求QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。

4 悬架系统设计对整车性能的影响悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。

2汽车钢板弹簧的性能、计算和试验

汽车钢板弹簧的性能、计算和试验东风汽车公司技术中心陈耀明1983年3月初稿2005年1月再稿目录前言（2）一．钢板弹簧的基本功能和特性（3）1.汽车振动系统的组成（3）2.悬架系统的组成和各元件的功能（6）3.钢板弹簧的弹性特性（7）4.钢板弹簧的阻尼特性（12）5.钢板弹簧的导向特性（14）二．钢板弹簧的设计计算方法（17）1.单片和少片变断面弹簧的计算方法（17）2.多片钢板弹簧的刚度和工作应力计算（24）3.多片弹簧各单片长度的确定（32）4.多片弹簧的弧高计算（36）5.钢板弹簧计算中的几个具体问题（43）三．钢板弹簧的试验（46）1.钢板弹簧的静刚度测定（46）2.钢板弹簧的动刚度测定（50）3.钢板弹簧的应力测定（52）4.钢板弹簧单片疲劳试验（53）5.钢板弹簧总成疲劳试验（54）前言本文是为汽车工程学会悬架专业学组所办的“减振器短训班”撰写的讲义，目的是让汽车减振器的专业人员对钢板弹簧拥有一些基本知识，以利于本身的工作。

内容分为三部分：钢板弹簧的基本功能和特性，设计计算方法，以及试验等。

因为这部分内容非本次短训班的重点，所以要求尽量简单扼要，也许有许多不全面的地方，只供学习者参考。

有关钢板弹簧较详细的论述，可参考本学组所编的“汽车悬架资料”。

一．钢板弹簧的基本功能和特性1.汽车振动系统的组成汽车在道路上行驶，由于路面存在不平度以及其它各种原因，必然引起车体产生振动。

从动态系统的观点来看，汽车是一个多自由度的振动系统。

其振源主要来自路面不平度的随机性质的激振，此外还有发动机、传动系统以及空气流动所引起的振动等等。

为改善汽车的平顺性，也就是为减小汽车的振动，关键的问题是研究如何对路面不平度的振源采取隔振措施，这就是设计悬架系统的根本目的。

换言之，就是在一定的道路不平度输入情况下，通过悬架系统的传递特性，使车体的振动输出达到最小。

当研究对象仅限于悬架系统时，人们往往把车体当为一个刚体来看待。

钢板弹簧疲劳寿命可靠性计算

ＲｅｉｂｌｙＣａｃｌｔｏｆＬｅｆＳｐｉｇＦａｇｅＬｉｔｍｅｌｉｔｌｕａｎｏａｒｎｔｕｆｉａｉｉｉｅ
ＹＡＮＧｅ —ｐｎＷｌｉｇ
（ＭａｈｎｎｌｃｏｎｉｅｒｇＣｌｇ，ＫｕｍｉｇＵｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｅｈｏｏｙ１ｃｉｅａｄＥｅｔｎＥｇｎｅｉｏｌｅｒｎｅｎｎｉｅｓｔｏｃｅｃｎＴｃｎｌｇｙｄ
现。
⑦ 典型工艺库、数库，备库的建立。参设 ⑧ 系统验收。
⑤ ＣＰＡＰ系统运行与应用。 ⑩ 后续服务。
【参考文献ｌ
【赵幸家－１］唐孜徇编著．业信息化经典【盎Ｍ】清华大学出版社，ｏｏ２ｏ
５结束语ＣＰ的实施较为复杂，ＡＰ在初期企业可能看不出
Ｗｅｕ分布计算疲劳寿命和可靠度的公式。ｉｌｂ１计算实例表明，该法可方便地对所要求的任意可靠度和置信度进行寿命计算．关键词：钢板弹簧；疲劳寿命；可靠性：二参数Ｗｅｕ分布；ｉｌｂ１三参数Ｗｅｕ分布ｉｌｂ１
中图分类号：Ｈ５Ｔ文献标识码：Ａ文章编号：０１４２２０）５０４４１０ —４６（０２０ —０１ —０
— — — — — — — — — — — — — — — — －－－
作者简介：唐文明（９９，哈尔滨理工大学讲师，１６一）男，主要从
事计算机网络技术．ＩＣＭＳ技术等方向的教学和研究．
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01钢板弹簧悬架设计规范

01钢板弹簧悬架设计规范钢板弹簧悬架是一种常见的悬架系统，其设计需要遵循一定的规范和原则，以确保悬架系统的安全可靠性和性能。

以下是钢板弹簧悬架设计的一些规范和要点：1.选择合适的弹簧材料：钢板弹簧通常由高碳钢或合金钢制成。

弹簧材料的选择应考虑到悬架系统的工作条件，例如车辆类型、负荷要求和预计的工作寿命。

2.确定合适的弹簧载荷：弹簧的载荷决定了悬架系统的刚度和荷载能力。

根据车辆的类型和应用，需要计算并确定合适的弹簧载荷，以满足悬架系统的性能需求。

3.弹簧设计参数：弹簧设计参数包括弹簧线圈直径、线圈数、线径、自由长度和工作长度等。

这些参数的选择应根据悬架系统的要求、弹簧载荷和弹簧材料的特性来确定。

4.弹簧尺寸的计算：弹簧尺寸的计算需要考虑弹簧的工作负荷、变形和应力等因素。

通过计算这些参数，可以确定合适的弹簧尺寸，以满足悬架系统的性能要求。

5.弹簧末端设计：弹簧的末端设计决定了其与车辆其他部件的连接方式。

末端设计应考虑到弹簧的载荷传递和安装方式，确保弹簧在工作过程中的稳定性和可靠性。

6.弹簧预紧：弹簧在悬架系统中需要一定的预紧来保证其工作正常。

预紧的选择应根据悬架系统的工作条件、载荷要求和弹簧的特性来确定。

7.弹簧疲劳寿命评估：弹簧在长期使用过程中会产生疲劳，需要对其进行疲劳寿命评估。

通过使用合适的方法和标准，可以评估弹簧的疲劳寿命，以确保悬架系统的稳定性和安全性。

8.弹簧生产和质量控制：钢板弹簧的生产过程需要严格控制和检测，以确保其尺寸和性能的一致性。

在生产过程中，需要采用适当的工艺和设备来制造弹簧，并进行质量检查和测试，以保证其质量符合设计要求。

总之，钢板弹簧悬架设计的规范和原则涵盖了弹簧材料的选择、载荷计算、尺寸设计、末端设计、预紧、疲劳寿命评估和质量控制等方面。

设计者需要综合考虑悬架系统的需求和要求，制定合适的设计方案，并进行必要的验证和测试，以确保悬架系统在实际工作中的可靠性和性能。

钢板弹簧平衡悬架的设计计算程序化

δ＝２ψ#ｃｍ
δ０＝２ψ０ #ｃｍ
２．６．３最大卸荷力Ｆ０的确定
Ｖｘ＝Ａω，式中： (－车身振幅，取±４０ｍｍ；Ｖｘ－卸荷速度，
一般为０．１５～０．３ｍ／ｓ； ω－悬架固有振动频率， ω＝#ｃｍ。最大卸荷力Ｆ０＝δ０Ｖｘ。
２．６．４减振器工作缸直径Ｄ的选择
# Ｄ＝
４Ｆ０ π［ｐ］（１－ λ２）
夹紧时ｋ＝０．５，挠性夹紧时ｋ＝０； δ—挠度增大系数， δ＝１．５［／１．０４×（１＋０．５×η）］，其中，
η＝ｎ１／ｎ０，ｎ０为估计总片数，ｎ１为与主片等长的重叠片数，一般ｎ１＝２￣４。
钢板弹簧还必须满足强度要求，其应力可由下式计算
σｃ＝
Ｆ（ｗ
Ｌ－ｋｓ）４ｗ０
变
化
，
Δｆ
＝
ｓ２Ｌ２
（
（
３Ｌ－ｓ）（ｆｃ＋ｆａ＋Δ））。
则
Ｈ０＝（
ｆｃ＋ｆａ＋Δ）（
１＋ｓ（
３Ｌ－ｓ）２Ｌ２
）
钢
板
弹
簧
总
成
在
自
由
状
态
下
的
曲
率
半
径
：
Ｒ０
＝
Ｌ２８Ｈ０
２．４钢板弹簧各片长度的确定
采用展开作图法，确定各片钢板弹簧的尺寸。
先将各片厚度
ｈｉ
的立方值
ｈ３ｉ
按同一比例尺沿纵坐标
式中，［ｐ］－缸内最大容许压力，取３～４ＭＰａ； λ－缸筒直径
与连杆直径比，双筒减振器 λ＝０．４￣０．５，单筒减振器 λ＝