钢板弹簧工具箱培训教程
基于Adamscar板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真
10.16638/ki.1671-7988.2021.04.029基于Adams/car板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真刘君程1，姜家如2，宋绍文2，罗传东2，王涛2（1.安徽江淮汽车股份有限公司国际公司，安徽合肥230601；2.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：文章主要基于某车后悬架结构模型，提取建立悬架模型所需参数，利用美国MDI公司开发的Adams/car软件所嵌入的leafspring子模块进行钢板弹簧悬架模型建立，并且详细描述了板簧模型建立过程，进而完成板簧垂向刚度变化对比，形成与该车相对应的板簧悬架动力学模型。
在文章最后，对后悬架板簧模型与该车后悬架同向轮跳试验测得各参数变化趋势进行对比，吻合度达到95%以上。
关键词：钢板弹簧；垂向刚度；同向轮跳中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-95-03The foundation and simulation of leafspring by Adams/carLiu Juncheng1, Jiang Jiaru2, Song Shaowen2, Luo Chuandong2, Wang Tao2（1.Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. International Company, Anhui Hefei 230601;2.Technology Center of Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd, Anhui Hefei 230601）Abstract:This text mainly according to the back of the some car hang a structure pattern, withdraw to create to hang the parameter that a pattern needs, make use of the leafspring son mold mass progress steel plate spring imbeding in the Adams/car software that the United States' MDI company develops to hang a pattern establishment; And vs board Huang pattern create the process carry on detailed present, complete board Huang just the degree changed contrast and forminged the car's contra thus should of the board Huang hangs a kinetics pattern. In this text end, vs behind hang a board Huang pattern and the car behind hang a stand to together jump toward the wheel test to measure each parameter change the trend carry on contrast and fit together a degree to hit above 95%.Keywords: Leaf spring; Vertical stiffness; Same direction wheel jumpCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-95-03引言随着市场对车辆产品设计制造快速多变，同时又要保证性能要求，基于多体动力学的虚拟样机仿真技术在汽车行业得到广泛的应用。
【Adams应用教程】第3章ADAMS软件介绍
【Adams应用教程】第3章ADAMS 软件介绍第3章 ADAMS软件介绍本章对基于虚拟样机技术的商业软件ADAMS进行扼要介绍，并分类介绍ADAMS 软件的主要模块，包括基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块和工具箱。
通过本章的学习可以对ADAMS软件的主要模块有个概要性的了解，便于以后对各模块具体内容的学习掌握。
3.1 ADAMS软件概述ADAMS软件，即机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。
目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。
根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近8千万美元、占据了51%的份额。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。
另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。
ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。
本书将以Windows 2000版的ADAMSl2.0为蓝本。
ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成，如表3-1所示。
用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。
弹簧中级工培训教材ppt模板(1)
26
一、开裂和变形
弹簧淬火后的开裂和变形是热应力和组织应力共 同作用的综合结果。 热应力是弹簧在淬火加热和冷却过程中材料表面 和心部存在温差造成热胀冷缩不一致所造成的。组织 应力是由于奥氏体和其转变产物的比容不同以及弹簧 的表里各部分之间组织转变时间不同造成的内应力。 热应力的特点是弹簧表面受到压应力，心部受到拉应 力。组织应力的特点是弹簧表面受到拉应力，心部受 到压应力。在热应力和组织应力的综合作用下，当应 力大于材料的屈服极限时就发生永久变形，如果超过 强度极限，弹簧就会发生开裂。一般说，大多数弹簧 的线径都较细，热应力相对较小，占主要的是组织应 2012-7-29 27 弹簧行业中级检查工培训 力，尤其有些弹簧在水淬以后组织应力很大，如控制
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GB1182《形状和位置公差》
2012-7-29
弹簧行业中级检查工培训
12
表面粗糙度
基本符号 意义
基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注表面粗糙度参数 或有关说明，仅用于简化代号标注 表示表面用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、钻、磨、剪刀、 抛光、腐蚀、气割、电火花加工等 表示表面用不去除材料的方法获得。如铸、锻、冲压、热轧、冷轧、 粉末冶金等，或者表示表面保持上道工序情况或原料供应状况
钢板弹簧悬架系统的拆装
布置作业
谢 谢!
教学目标 教学过程
1.钢板弹簧悬架系统的拆卸步骤
② 松开U形螺栓螺母，取 下U形螺栓底板、U形螺 栓、盖板
教学目标 教学过程
1.钢板弹簧悬架系统的拆卸步骤
③ 慢慢松放千斤顶使后桥 平稳落地，取下副钢板 弹簧总成和副簧垫板
教学目标 教学过程
1.钢板弹簧悬架系统的拆卸步骤
④ 松开滑板端限位销套螺 栓，取下螺栓、限位销 套、滑板、侧垫板，使 滑板端与车架脱开
钢板弹簧悬架系统的拆装
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
知识目标:
1.了解钢板弹簧悬架系统的拆卸步骤 2.了解钢板弹簧悬架系统的装配步骤
技能目标：
1.能够辨别钢板弹簧悬架系统的各个部件 2.能够拆卸和装配钢板弹簧悬架系统
教学目标 教学过程
1.钢板弹簧悬架系统的拆卸步骤
① 拆后钢板弹簧时，先用楔块楔住前轮，用千斤顶及安 全架分别支起后桥和车架后部，卸下后轮
教学目标 教学过程
2.钢板弹簧悬架系统的装配步骤
④ 总成装复后应对钢板弹 簧加注润滑脂
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
3.技能目标
通过实操，实现技能目标。
钢板弹簧悬架系统的拆装
序
考核项目
号
1 能够辨别钢板弹簧悬架系统的各个部件
2 能够拆卸和装配钢板弹簧悬架系统
3 总分：
分得 值分 2
3
5
教学目标 教学过程 课堂小结 布置作业
教学目标 教学过程
1.钢板弹簧悬架系统的拆卸步骤
⑤ 松开固定端定位螺栓， 从车架内侧向外打出钢 板弹簧销，后钢板弹簧 主簧总成即可与车架分 离
教学目标 教学过程
2.钢板弹簧悬架系统的装配步骤
弹簧基础知识及设计PPT课件
5 镀锡(Sn)
除油→酸洗→镍底→镀锡
亮白色 便于焊锡，导电性一般。 3~5μm
黑锌
6
镀 锌
蓝锌
(Zn) 五彩锌
白锌
除油→酸洗→镀锌→发黑 除油→酸洗→镀锌→发蓝 除油→酸洗→镀锌→发五彩 除油→酸洗→镀锌→烘干
黑色 蓝色 五彩 白色
防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求) 防锈(视产品要求)
琴钢丝：60 # - 80 # / 60Mn – 70Mn / T8MnA / T9A
12
2.3弹簧材料的抗拉强度
不锈钢丝：304 / 316 / 631
抗拉强度σb/Mpa
抗拉强度σb/Mpa
钢丝直径 d/mm
0.080 0.090 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20
0.23 0.26 0.29 0.32 0.35 0.40
1961~2206
2059~2305 1912~2157 1569~1814
1961~2206 1814~2059
1471~1716
1863~2108 1765~2010
1373~1618
1765~2010 1667~1912
钢丝直径 d/mm
1.60 1.80 2.00
2.30 2.60
2.90 3.20 3.50 4.00
又用于食品设备，一般仪学设备， 耐热耐蚀。
300°~480°
中
JISG43 之间（视 米灰色亮 14 线径之大 白色
小）
碳 2钢
SWC
C(碳)、Si(硅)、 硬拉钢线，用于耐蚀性差，要 Mn(锰)、P(磷) 求精度不高，钢性较脆，成形后要
线 SWB 、S(硫) 表面处理或加防锈油。
钢板弹簧工艺知识
汽车钢板弹簧工艺知识一、原材料知识1、钢材是含碳量小于2.11%的铁碳合金，当含碳量大于2.11%的铁碳合金为铸铁。
当含碳量小于0.25%的钢为低碳钢；当含碳量为0.25～0.60%的钢为中碳钢；当含碳量大于0.60%的钢为高碳钢。
2、我公司所用的钢材是合金钢，合金钢按用途可分为：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。
钢板弹簧钢属于合金结构钢。
3、合金结构钢的编号：合金结构钢的编号采用“数字+元素符号（或汉字）+数字”表示，前面的数字表示钢中含碳量的万分之几；元素符号表示所含的合金元素，元素符号后面的数字表示该元素平均含量的百分之几。
如果合金元素含量小于1.5%时，则不标明其含量，若钢的质量为高级优质钢，在钢号的最后还需加上“A”或“高”字。
例如60Si2Mn钢，表示平均含碳量为0.60%，平均含硅量为2%，平均含锰量＜1.5%的合金结构钢。
4、我公司钢板弹簧采用的钢种有：60Si2Mn、SUP9、50CrVA、51Crv4、其中60Si2Mn材料主要用于厚度为15mm以下的等截面产品，50CrVA、51Crv4材料主要用于变截面轧制产品，SUP9具有较高强度、塑性和韧性，淬透性较好等特点，主要用于厚度大于等于15mm以上的等截面的产品。
二、钢板弹簧在汽车上的位置和作用钢板弹簧位于车架与车桥的结合部位，主要作用有：1、承受并传递作用在车桥与车架之间的各种力和力矩；2、缓和、抑制冲击，保证汽车有良好的平顺性；3、衰减振动；4、导向作用（即决定车轮相对于车架的运动特性）。
三、钢板弹簧加工工艺流程我公司工艺平面布置就充分体现了钢板弹簧加工的整个工艺流程，从断料开始直到总成下线，具体为：断料---校直---冲（钻）孔---（轧制）---（校直）---卷（包）耳---淬火---回火---热处理---喷丸---（单片油漆）---装配---予压---总成静电油漆---（烘干）---摘簧。
四、钢板弹簧加工工序知识（一）断料1、断料的目的：将钢厂提供的弹簧扁钢，剪切成工艺规定的各种不同长度的坯料。
基于ADAMS的皮卡板簧动力学建模方法及性能仿真
基于ADAMS的皮卡板簧动力学建模方法及性能仿真孔德琨【摘要】文章根据钢板弹簧模型建立所需要的参数,基于ADAMS/view中的板簧工具箱,完成某皮卡后钢板弹簧的动力学建模,并在ADAMS/view下实现性能仿真,求解出钢板弹簧的刚度曲线,为下一步钢板弹簧悬架的优化设计提供理论依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P76-77,102)【关键词】ADAMS/view;皮卡;钢板弹簧;性能仿真【作者】孔德琨【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U467.2前言钢板弹簧是现代汽车悬架结构中应用很广泛的弹性元件之一，主体是由若干金属叶片叠加而成．其近似一根等强度的弹性梁，主要承受来自各个方向上的力和力矩，同时还承担汽车在启动和制动时的扭矩。
本文基于Adams/view中的板簧工具箱，根据实际参数，建立某皮卡的钢板弹簧动力学模型，并初步实现其性能仿真。
1、Adams简介Adams（Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是由美国MDI公司开发的一款虚拟样机分析软件，主要用于仿真机械系统的性能、运行轨迹、碰撞、峰值载荷模拟以及计算有限元的输入载荷等等。
在接近于现实的工作条件下逼真地模拟所有运动情况，并且可以快速对比分析多种设计方案，直至确定最优的设计方案。
2、ADAMS板簧建模方法2.1 板簧建模方法在Adams中，有着多种钢板弹簧的建模方法，主要包括等效中性面法、三段梁法和离散单元梁法等：等效中性面法：主要将所有的主簧片看成一整片，然后分成若干刚体，刚体之间用柔性梁连接，刚体质量和转动惯量按照所有主簧片整体的实际质量参数；副簧建模方法同样。
主、副簧片之间的接触通过Adams中接触函数模拟。
三段梁法：这是一种简化的钢板弹簧模型，将钢板弹簧看成中间刚性衬套或者球铰连接起来，前、后梁与车架用弹性衬套或者铰链副连接，并通过选择合适的衬套参数，使之达到实际钢板弹簧的刚度。
钢板弹簧说明书资料
燕山大学课程设计说明书题目：长安单排微货SC1011后悬架设计学院（系）：车辆与能源学院年级专业： 11级车辆工程(3)班学号： 110110050021学生姓名：张贺帅指导教师：梁晨唐先智教师职称：副教授燕山大学课程设计评审意见表目录摘要 .................................................................................................................................. - 2 - 1、钢板弹簧主要参数确定 ............................................................................................ - 2 -1.1长安单排微货SC1011设计技术参数................................. 错误！未定义书签。
1.2选择悬架主要参数：nc 、fc、Cs、.n0、f0 ...................... 错误！未定义书签。
1.3确定板簧总长L，满载静止弧高Ha，动挠度fd .............. 错误！未定义书签。
1.4选择板簧片数及断面参数 ................................................... 错误！未定义书签。
1.5板簧的应力校核 ................................................................... 错误！未定义书签。
1.6各片长度的确定 ................................................................... 错误！未定义书签。
1.7板簧的刚度验算 ................................................................... 错误！未定义书签。
钢板弹簧课程设计
钢板弹簧 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解钢板弹簧的定义、构造及其在汽车工程中的作用；2. 学生能够掌握钢板弹簧的弹性特性、力学原理以及影响其性能的因素；3. 学生能够了解钢板弹簧在汽车悬挂系统中的配置方式及其对汽车行驶性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析钢板弹簧的弹性变形和应力分布情况；2. 学生能够设计简单的钢板弹簧悬挂系统，并进行性能评估；3. 学生能够运用相关工具和设备进行钢板弹簧的检测和维护。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对汽车工程技术的兴趣，提高对机械制造和创新的热情；2. 学生能够认识到钢板弹簧在汽车安全和舒适性能方面的重要性，增强安全意识；3. 学生能够通过团队合作，培养沟通协调能力和解决问题的能力。
课程性质：本课程为汽车工程学科基础知识课程，结合实际应用，注重理论联系实际。
学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对汽车工程有一定了解，但专业知识有限。
教学要求：教师应采用直观、生动的教学方法，引导学生主动参与，注重培养学生的动手能力和实践操作技能。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生能够达到上述具体学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 钢板弹簧概述- 定义、分类及在汽车悬挂系统中的应用- 悬挂系统的基本原理2. 钢板弹簧的构造与性能- 弹性特性、力学原理- 影响钢板弹簧性能的因素- 钢板弹簧的材料及工艺3. 钢板弹簧的设计与评估- 设计原则与步骤- 性能评估方法- 悬挂系统配置方式4. 钢板弹簧的检测与维护- 检测方法与工具- 维护技巧与注意事项- 故障分析与排除5. 实践操作- 钢板弹簧悬挂系统设计实例分析- 模拟实验与性能测试- 实际操作与技能训练教学内容按照以上五个部分进行组织，共计10课时。
具体安排如下：1-2课时：钢板弹簧概述及悬挂系统基本原理3-4课时：钢板弹簧的构造与性能5-6课时：钢板弹簧的设计与评估7-8课时：钢板弹簧的检测与维护9-10课时：实践操作教学内容与教材紧密关联，确保科学性和系统性。
多片钢板弹簧的优化设计
多片簧弹簧片的截面形状有矩形截面 、双凹弧截面 、单 面抛物线截面和梯形槽截面等几种 ,在本文中采用矩形截面 来进行分析和计算 ,弹簧片尺寸参数如图 1 所示 ,为便于制 造和装配 ,设计时可使各片等厚 ;考虑到要加强主片的承载 能力 ,可使第二片与主片长度相等 。叶片数 n 通常为 6～14 片 ,在设计中作为离散常数交互控制 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
设计·研究·分析
·11 ·
x n + 2 - hmax ≤0 x n + 2 - hmin ≥0
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
x7 = L 7 (mm) 547. 5
K (N/ mm) 101. 18
4 结束语 从计算结果可看出 ,本文的计算公式和所建立的优化设
计模型可用于多片钢板弹簧的优化设计 ,在保证强度和刚度 的前提下 ,使钢板弹簧的质量减少 ,达到了优化设计的目的 。 而且利用建立的模型 ,采用 MA TLAB 工具箱求解 ,简单易 行 ,在求解过程中 ,减少了工作量 ,并且速度较快 。
W 0 为钢板弹簧总截面系数 :
W0
=
nbh2 6
=
nxn
+
1
弹簧辅助工具制作方法
弹簧辅助工具制作方法
弹簧辅助工具是一种帮助修理工在处理弹簧时更加方便的工具。
以下是制作方法：
材料：
- 直径约6毫米的钢管
- 两个直径约6毫米的钢珠
- 两个坚固的夹子
步骤：
1. 用钳子将钢管剪成合适长度，一般为15-20厘米左右。
2. 在钢管上缩短一段，大约1-2厘米左右，让它成为一个较小的把手。
这样设计方便人们握住工具。
3. 将钢珠放入钢管内部，一个靠近端口，另一个靠近钢管另一端。
钢
珠可以增强弹簧辅助工具的使用寿命，因为它可以减少弹簧在工具上
摩擦的程度。
4. 取出两个夹子。
将夹子固定在钢管两端，将钳子夹住钢管以固定夹子。
注意夹子必须被牢固地固定在钢管上，这样才能确保工具的稳定
性和可靠性。
5. 现在您就可以用这个弹簧辅助工具了。
将弹簧放入工具中间，然后
用把手握住工具，在钢管上施加适当的力量，这样就可以很容易地完
成弹簧的装卸工作。
需要注意的是，使用弹簧辅助工具时要保持手部稳定，以免手部
受伤。
另外，在使用工具之前，需要先检查一下工具的可靠性，确保
夹子、钢管和钢珠都被牢固地固定在一起。
钢板弹簧课设说明书
Fw2=(G2-Gb)/2=2962.05N C1=18mm C2=42.7mm
取 k=0.5
带入数据得
3 J 0 L ks c
48E
1.5 3 其 代 入求 得 : J 01 621 0.5 62 18 48 2.1 105 497.8N mm 2 ； 1.105 1.5 3 J 02 828 0.5 83 42.7 48 2.1 105 2797.6N mm 2 1.105
5
中北大学 2012 届本科课程设计说明书 前弹簧: L1 L2 =621(单位:mm)
图 3-1
前弹簧各片弹簧长度
表 3-2：各片弹簧长度
mm
序列号 1 2 3 4 5 6 7 8
单边 L/2 310.5 310.5 275.56 240.63 205.69 170.75 135.81 100.88
1
中北大学 2012 届本科课程设计说明书 旅行客车 1.2～1.8Hz，高级轿车 1～1.3Hz。另外，当悬架刚度一定时，簧载质量越 大，悬架垂直变形也越大，而固有频率越低。空车时的固有频率要比满载时的高。簧 载质量变化范围大， 固有频率变化范围也大。 为了使空载和满载固有频率保持一定或 很小变化，需要把悬架刚度做成可变或可调的。影响汽车平顺性的另一个悬架指标是 簧载质量。簧载质量分为簧上质量与簧下质量两部分，由弹性元件承载的部分质量， 如车身、车架及其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧上质量 m。车轮、非独立悬架 的车轴等属于簧下质量，也叫非簧载质量 M。如果减小非簧载质量可使车身振动频率 降低，而车轮振动频率升高，这对减少共振，改善汽车的平顺性是有利的。非簧载质 量对平顺性的影响，常用非簧载质量和簧载质量之比 m/M 进行评价。 影响汽车平顺性的另一重要指标是阻尼比，此值取大，能使振动迅速衰减，但会 把路面较大的冲击传递到车身，值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时间长，使 乘客感到不舒服。 为充分发挥弹簧在压缩行程中作用，常把压缩行程的阻尼比设计得 比伸张小。悬架的侧倾角刚度及前后匹配是影响汽车操纵稳定性的重要参数。当汽车 受侧向力作用发生车身侧倾，若侧倾角过大，乘客会感到不安全，不舒适，如侧倾角 过小，车身受到横向冲击较大，乘客也会感到不适，司机路感不好。所以，整车侧倾 角刚度应满足：当车身受到 0.4g 侧向加速度时，其侧倾角在 2.5°～4°范围内，汽 车有一定不足转向特性， 前悬架侧倾角刚度应大于后悬架侧倾角刚度。一般前悬架侧 倾角刚度与后悬架侧倾角刚度比应在 1.4～2.6 范围内，如前后悬架本身不能满足上 述要求，可在前后悬架中加装横向稳定杆，提高汽车操纵稳定性。
钢板弹簧设计手册技术手册指导书
华晨汽车工程研究院钢板弹簧设计手册编制：马增辉审核：批准：底盘部门201X-XX-XX发布版本：V0前言本设计手册规定的XXXX产品的要求，和国家有关标准规定而制定。
本设计手册由汽车工程研究院XXXX负责起草；本设计手册由汽车工程研究院XXXX进行管理和解释；本设计手册主要起草人员：变更记录目录1.概述 (1)1.1定义 (1)1.2基本功能和原理 (1)1.3钢板弹簧的布置方案 (3)2.钢板弹簧材质 (4)3.钢板弹簧生产工艺 (4)4.钢板弹簧的参数设计 (4)4.1满载弧高fa (4)4.2钢板弹簧长度L的确定 (5)4.3钢板弹簧断面尺寸及片数的确定 (6)4.4钢板弹簧片数n (8)4.5钢板弹簧各片长度的确定 (8)4.6钢板弹簧刚度的验算 (9)4.7钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (10)4.8钢板弹簧总成弧高的核算 (11)4.9钢板弹簧的强度验算 (12)5.钢板弹簧设计阶段潜在失效模式 (13)6钢板弹簧台架试验 (13)华晨汽车工程研究院钢板弹簧设计手册1.概述1.1定义钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，作用是支撑车体，缓和由路面传来的振动和冲击载荷。
图1 钢板弹簧1.2基本功能和原理当钢板弹簧安装在汽车悬架中，所承受的垂直载荷为正向时，各弹簧片都受力变形，有向上拱弯的趋势。
这时，车桥和车架便相互靠近。
当车桥与车架互相远离时，钢板弹簧所受的正向垂直载荷和变形便逐渐减小，有时甚至会反向。
图2 钢板弹簧与车桥简图钢板弹簧第一片称为主片，其两端弯成卷耳，内装青铜或塑料、橡胶、粉末冶金制成的衬套，以便使用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作销链连接。
钢板弹簧中部一般用U形螺栓固定在车桥上。
中心螺栓用以连接各弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。
中心螺栓距两端卷耳的距离可以相等，（称为对称式钢板弹簧）；也可以不相等（称为非对称式钢板弹簧）。
ADAMS板簧工具箱建模指导规范
ADAMS板簧工具箱建模指导规范目录0前言 (1)1板簧工具箱介绍 (1)1.1LEAFTOOL概述 (1)1.2LEAFTOOL模拟原理及参数 (1)1.3LEAFTOOL载入设置 (4)2初始几何轮廓建模 (5)2.1初始几何轮廓OG PROFILE (5)2.2使用OGPROFILEGENERATOR (5)3创建板簧结构 (7)4创建和修改连接件 (9)4.1创建连接件 (9)4.2修改连接件 (10)5设定参数 (11)6分析及校正板簧模型 (12)6.1刚度分析设置 (13)6.2结果曲线绘制 (14)6.3校正板簧刚度 (15)7模型预加载 (16)8模型总成装配 (17)0前言本操作手册讲述了采用ADAMS板簧工具箱LeafTool工具进行板簧系统模型搭建的详细过程，包含板簧几何建模、板簧连接、刚度校正和板簧总成装配等。
本操作手册建立的板簧模型可广泛应用于板簧悬架系统性能分析、整车操稳性能分析、整车平顺性能分析中的板簧模板中。
1板簧工具箱介绍1.1LeafTool概述使用Adams/Car进行整车的操稳、平顺和疲劳分析时，板簧子系统的搭建即是一个难点，也是一个重点，建模的精度直接决定了整车分析数据的准确性。
利用Adams 自带的LeafTool板簧专业工具箱进行板簧系统模型的搭建，可极大的提高板簧建模效率和准确性。
图1-1是根据LeafTool板簧工具箱约定的规则，创建的前端为固定吊耳（EYE），后端为压缩状态的活动吊耳(SHACKLE)的板簧模型。
一些主要的定义如下：1)坐标系原点位于主片簧的上表面中心；2)FORE：相对于整车坐标系X轴正方向；3)AFT：相对于整车坐标系X轴负方向；4)单位：长度mm；力N；角度degree。
注意：在Adams/Car中“AFT”代表车辆的前端方向。
图1-1板簧模型1.2LeafTool模拟原理及参数LeafTool中用离散的梁单元进行模拟:将钢板弹簧的各片分成若干段,各段之间用无质量的梁连接起来。
《钢板弹簧建模案例》课件
汽车悬挂系统是钢板弹簧应用的重要领域之一，通过建立汽车悬挂系统的模型， 可以模拟和分析汽车在不同路况下的行驶状态、振动特性以及车辆操控性能等。 这种建模方法有助于优化悬挂系统的设计，提高汽车的舒适性和稳定性。
案例二：货车悬挂系统建模
总结词
货车悬挂系统建模是钢板弹簧建模案例中的重要应用，通过建模可以模拟货车的载重和行驶性能，为优化设计提 供依据。
详细描述
由于货车通常需要承载较重的货物，因此对悬挂系统的要求较高。通过建立货车悬挂系统的模型，可以模拟和分 析货车的载重、行驶稳定性以及轮胎磨损等情况。这种建模方法有助于优化悬挂系统的设计，提高货车的载重能 力和行驶安全性。
案例三：客车悬挂系统建模
总结词
客车悬挂系统建模是钢板弹簧建模案例中的另一重要应用，通过建模可以模拟客车的乘坐舒适性和行 驶稳定性，为优化设计提供依据。
05
CHAPTER
钢板弹簧建模优化建议
优化方向
提高模型精度
通过改进建模方法和参数调整，使模 型能够更准确地反映钢板弹簧的实际 性能。
简化模型复杂性
在保证精度的前提下，降低模型的复 杂度，以便于分析、计算和优化。
提高模型通用性
增强模型的通用性和可扩展性，使其 能够适应不同规格和工况下的钢板弹 簧。
推广应用
将优化的模型应用于实际生产中，提 高钢板弹簧的设计水平和产品质量。
THANKS
谢谢
利用并行计算技术，加速模型的计算过程 ，提高其响应速度。
优化实践
案例分析
对具体的钢板弹簧建模案例进行分析， 找出其存在的问题和不足，并提出针对
性的优化建议。
持续改进
根据实际应用反馈，不断对模型进行 迭代优化，以适应新的需求和技术发
钢板弹簧工具箱培训教程
板簧工具箱培训目录1.板簧工具箱介绍32.初始几何轮廓(OG profile)113.板簧模型19运行个板簧模型分析4.运行一个板簧模型分析355.模型加预载荷和总成装配456.转换为Adams/Car模板511板簧工具箱介绍欢迎大家参加板簧工具箱培训。
在本教程中，将学习如何使用板簧工具箱建立板簧模型并进行仿真分析。
本章内容::本章内容板簧工具箱简介板簧工具箱功能选项练习11练习板簧工具箱介绍什么是板簧工具箱？钢板弹簧广泛应用在车辆上。
在设计过程中，客户利用板簧工具箱，能够建立由离散梁单元构成的高质量板簧虚拟模型，方便、精准的研究设计方案是否合理。
板簧虚拟模型既可以作为独立的子系统，也可以通过与Adams/View和Adams/Ca r等建立整车模型进行装配。
板簧工具箱也可以将板簧模型自动转变成，包含车轴、连接件和信息交流器等信息的Adams/Car悬架模板。
悬架模板使用板簧工具箱的一般流程通过如下步骤，可以进行板簧建模和设计方案研究OG profile通过OG profile创建板簧初始几何轮廓创建板簧模型运行准静态分析创建加预载荷的板簧模型创建个板簧装体模创建一个板簧装配体模型将板簧装配体转换为Adams/Car的模板板簧工具箱功能选项板簧工具箱包括如下功能选项OG(Original Geometry) Profile 初始几何轮廓建模创建板簧创建和修改连接件分析板簧模型创建加预载荷的板簧模型创建板簧装配体模型板簧分析结果后处板簧分析结果后处理转换为Adams/Car的模板问题阐述本练习介绍典型的板簧仿真分析的一般步骤。
板簧工具箱主要运行准静态分析。
先建立一个钢板弹簧模型，然后运行准静态分析，最后绘制分析结果曲线后绘制分析结果曲线。
设置你的进程生成一个工作目录Windows系统在硬盘上建立一个新的名为leaftool目录，比如D:\leaftool 启动Adams/View 或者Adams/CarWindows系统在Windows系统进行下面操作, 单击Start →All Programs→MSC.Software→ MD.ADAMS2010 → AView(或ACar), 然后选择ADAMS-View(或ADAMS-Car)弹出欢迎对话框如果是启动Acar，在欢迎对话框中选择Template Builder界面设置…载入Leafspring 工具箱:单击菜单Tools→Plugin Manager. 关于Plugin Manager 的帮助，在对话框中按下F1键。
板簧leaf工具包建模规范
钢板弹簧CAE 建模规范1. 钢板弹簧Leaf 工具包建模1）从钢板弹簧的二维图上可以获得钢板弹簧的夹紧刚度k 、自由弧高h 以及弧长L 。
（弧长为板簧总长度，自由弧高为2维图上标注的自由弧高h （载荷为0的状态），都采用装车状态数值）图1 板簧各参数示意图根据图1可以列出两个关于R 和θ的方程： （θ为弧度）θ=2R L ；θcos R h -R =；Lh *2cos 1θθ=-⇒ 通过解这两个方程即可求得R 和θ。
解法：在ADAMS/VIEW 中做一个小球，在小球上做两个力（h 为自由弧高；time 为θ弧度） )time (cos 1F1-=Lh *)time (2F2-= 通过计算找到第一次F1=F2时，对应的time 值，此值为θ弧度，再解出h 与R 。
用得到的钢板弹簧的参数θ与R 在ADAMS/VIEW 中画出钢板弹簧的弧形，注意负角度在前，正角度在后，弧形要对称画。
在钢板弹簧弧形的基础上选择生成样条，点选create by picking curve 选项，填上21以上的奇数点，生成一条样条（spline ），接着将该样条的节点坐标输出成一个dat 文件。
2）在ADAMS/Chassis 的leaf 工具中，将上一步得到的节点坐标拷贝过来，然后参考弧长值将对应的板簧厚度添好，接着将其他参数按下面步骤设置恰当。
（坐标为，x 向指向车后，y 指向车右侧，并左右对称，z 竖直向上）Aux Leaf flag：副簧开关。
1-副簧；0-主簧Z-offset：间隙。
一般选0Leaf length：板簧从x=0处分别向前、向后的分配长度650 (弧长)Of element(<=45)：离散梁的个数，一般10个左右 8Seat thickness 95 and width 76 ：x=0处板簧竖直厚度总和与水平宽度Emod,Gmod,density：杨氏模量，剪切模量，密度ASY,ASZ：修整量。
板簧应知应会.
目录第一章：钢板弹簧的断料、冲孔及卷耳第二章：钢板弹簧的热处理第三章：钢板弹簧的喷丸处理第四章：钢板弹簧的装配第五章：钢板弹簧的试验第六章：弹簧钢第七章：金属材料的性能第八章：部分工艺装备第一章钢板弹簧的断料、冲孔及卷耳1、断料的目的是什么？将钢厂长度为2－6米的弹簧扁钢剪切，剪切成工艺规定的各种不同长度的单元坯料。
2、断料有哪些方法？一般有两种断料方法：冲剪机（鳄鱼机床）断料和压力机（冲床）断料。
厚板簧可热切断料。
（1）冲剪机断料：冲剪机为专用设备。
它装有剪切刀片进行断料，这种断料质量好，生产效率好，适用于大批量生产。
（2）压力机断料：压力机为通用设备。
装有剪切刀片进行断料，断的料质量好，断口整齐但效率较低，适用小批量生产。
（3）当簧片厚度大于16mm时，可将簧片加热到750℃－800℃，进行热剪切断料。
3、剪切力（P）是如何计算的？（1）平口切（用于压力机断料）P＝B*h*σ b [Kg*f]式中：B－扁钢宽度h－扁钢厚度σb－抗拉强度（考虑材料厚度有公差及剪刀刃口变钝等因素，而不用剪切强度）（2）斜口切（多用于鳄鱼剪床）P斜＝0.5*h2σb/tgφ4、卷耳端下料长度是如何计算的？L卷＝3/4π（D+h）+1/4πD+L′包耳端下料长度为：L包≈3/4π[(2R-L)+h]+h/3+3a+ L′(经验公式)5、簧片压弯端部下料长度的计算？L压弯≈b+π(h/2+R)/2+ L′(经验公式)6、断料时易出现的缺陷及其原因有哪些？(1)剪切毛刺，毛刺是常见的一种断料缺陷。
①产生原因：刀片钝及剪刀片间隙过大。
②对质量的影响：若毛刺太大(工艺要求毛刺不大于0.3mm)，热处理后有较高的硬度，喷丸后仍不能消除，则在板簧总成承受变载时，会加剧片端间的摩擦，出现上下簧片端部的啃伤，严重影响使用寿命。
(2)切口切斜①产生原因：定位有斜度或操作者上料时有斜度。
②对质量的影响：影响外观质量，一定程度上影响钢板弹簧总成的刚度和疲劳寿命，其原因是因为单片簧片的长度尺寸在设计时已按应力分布和刚度指标而确定，斜料则改变了原设计的长度尺寸和应力分布。
板簧leaf工具包建模规范
钢板弹簧CAE 建模规范1. 钢板弹簧Leaf 工具包建模1）从钢板弹簧的二维图上可以获得钢板弹簧的夹紧刚度k 、自由弧高h 以及弧长L 。
（弧长为板簧总长度，自由弧高为2维图上标注的自由弧高h （载荷为0的状态），都采用装车状态数值）图1 板簧各参数示意图根据图1可以列出两个关于R 和θ的方程： （θ为弧度）θ=2R L ；θcos R h -R =；Lh *2cos 1θθ=-⇒ 通过解这两个方程即可求得R 和θ。
解法：在ADAMS/VIEW 中做一个小球，在小球上做两个力（h 为自由弧高；time 为θ弧度） )time (cos 1F1-=Lh *)time (2F2-= 通过计算找到第一次F1=F2时，对应的time 值，此值为θ弧度，再解出h 与R 。
用得到的钢板弹簧的参数θ与R 在ADAMS/VIEW 中画出钢板弹簧的弧形，注意负角度在前，正角度在后，弧形要对称画。
在钢板弹簧弧形的基础上选择生成样条，点选create by picking curve 选项，填上21以上的奇数点，生成一条样条（spline ），接着将该样条的节点坐标输出成一个dat 文件。
2）在ADAMS/Chassis 的leaf 工具中，将上一步得到的节点坐标拷贝过来，然后参考弧长值将对应的板簧厚度添好，接着将其他参数按下面步骤设置恰当。
（坐标为，x 向指向车后，y 指向车右侧，并左右对称，z 竖直向上）Aux Leaf flag：副簧开关。
1-副簧；0-主簧Z-offset：间隙。
一般选0Leaf length：板簧从x=0处分别向前、向后的分配长度650 (弧长)Of element(<=45)：离散梁的个数，一般10个左右 8Seat thickness 95 and width 76 ：x=0处板簧竖直厚度总和与水平宽度Emod,Gmod,density：杨氏模量，剪切模量，密度ASY,ASZ：修整量。
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板簧工具箱培训目录1.板簧工具箱介绍32.初始几何轮廓(OG profile)113.板簧模型19运行个板簧模型分析4.运行一个板簧模型分析355.模型加预载荷和总成装配456.转换为Adams/Car模板511板簧工具箱介绍欢迎大家参加板簧工具箱培训。
在本教程中，将学习如何使用板簧工具箱建立板簧模型并进行仿真分析。
本章内容::本章内容板簧工具箱简介板簧工具箱功能选项练习11练习板簧工具箱介绍什么是板簧工具箱？钢板弹簧广泛应用在车辆上。
在设计过程中，客户利用板簧工具箱，能够建立由离散梁单元构成的高质量板簧虚拟模型，方便、精准的研究设计方案是否合理。
板簧虚拟模型既可以作为独立的子系统，也可以通过与Adams/View和Adams/Ca r等建立整车模型进行装配。
板簧工具箱也可以将板簧模型自动转变成，包含车轴、连接件和信息交流器等信息的Adams/Car悬架模板。
悬架模板使用板簧工具箱的一般流程通过如下步骤，可以进行板簧建模和设计方案研究OG profile通过OG profile创建板簧初始几何轮廓创建板簧模型运行准静态分析创建加预载荷的板簧模型创建个板簧装体模创建一个板簧装配体模型将板簧装配体转换为Adams/Car的模板板簧工具箱功能选项板簧工具箱包括如下功能选项OG(Original Geometry) Profile 初始几何轮廓建模创建板簧创建和修改连接件分析板簧模型创建加预载荷的板簧模型创建板簧装配体模型板簧分析结果后处板簧分析结果后处理转换为Adams/Car的模板问题阐述本练习介绍典型的板簧仿真分析的一般步骤。
板簧工具箱主要运行准静态分析。
先建立一个钢板弹簧模型，然后运行准静态分析，最后绘制分析结果曲线后绘制分析结果曲线。
设置你的进程生成一个工作目录Windows系统在硬盘上建立一个新的名为leaftool目录，比如D:\leaftool 启动Adams/View 或者Adams/CarWindows系统在Windows系统进行下面操作, 单击Start →All Programs→MSC.Software→ MD.ADAMS2010 → AView(或ACar), 然后选择ADAMS-View(或ADAMS-Car)弹出欢迎对话框如果是启动Acar，在欢迎对话框中选择Template Builder界面设置…载入Leafspring 工具箱:单击菜单Tools→Plugin Manager. 关于Plugin Manager 的帮助，在对话框中按下F1键。
F1键从插件列表中找到Leafspring Toolkit,然后单选或全选如下命令： Load–在当前界面加载Leafspring 工具箱。
Load at Startup–在启动Adams/Car 或View 时在界面中自动加载Leafspring 工具箱。
L f i工具箱单击OKAdams/Car载入Leafspring 工具箱，在Adams/Car界面上多出一个新的Leaftool菜单。
创建自由状态下板簧几何轮廓模型(OG Profile)1.单击菜单LeafTool→ OG profile Generator；2.单击OK；生成几何模型以后弹出信息窗口单击3.生成几何模型以后，弹出信息窗口，单击OK；在本练习中, 生成了三块板簧的几何模型。
在工作目录下自动生成了文件名为named demo_og.lef，格式为(*.lef)的几何文件。
4.弹出Create Leafspring对话框。
创建板簧1.在Model Name文本框中，输入Leafspring_demo ；2.右击File Name(*.lef)文本框，指向Browse, 选择工作目录下的demo_og.lef文件；3..单击OK；本练习中, “Leafspring_demo” 由不带夹子的三块板簧组成。
4.完成板簧创建后，弹出Attachment Create or Modify对话框；5.单击OK；吊耳（shackle ）、车轴（axle ）和安装件(attachments ）会加到板簧模型上。
运行板簧模型1.从Leaftool 菜单, 选择Analysis2.选择Vertical复选框F(N)3.在Fz(N) 文本框中输入100004.单击Simulate仿真过后，自动生成仿真动画。
观看仿真动画在Adams/View中1.单击Review菜单, 选择Animation Controls….2.单击Play按钮观看板簧的仿真动画。
在Adams/Car中1.单击LeafTool菜单, 选择Animation Controls；2.单击Play按钮观看板簧的仿真动画。
绘制仿真分析结果曲线…1.单击LeafTool菜单, 选择Start Plotting Window；2.在面板的的右下角，选择Independent Axis to Data；I d d A i B弹出Independent Axis Browser对话框在browser执行接下来四个步骤完成数据选择从Filter列表中，选择user defined；从Request列表中，选择axle_center_location；从Component列表中，选择location_z；单击OK。
3.从Filter 列表中，选择user defined；4.从Request列表中，选择applied_force；5.从Component列表中，选择vertical _Fz；6.单击Add Curves.6Add Curves绘制的是位移－载荷曲线，曲线的斜率表示板簧模型的刚度2初始几何轮廓(OG profile)在本章, 将学习如何使用OG Profile 建模器来创建板簧初始几何轮廓模型本章内容::本章内容什么是OG Profile（初始几何轮廓）？如何使用OG Profile Generator练习２特征描述OG Profile 允许用户直接从平展的板簧几何形状来定义板簧的初始几何轮廓。
平展的板簧几何形状定义如下:Top Surface 上表面X ZB L th F L th B 是指板簧安装夹持的有效长度也可以设置为零。
Aft Length 前段长度Fore Length 后端长度Flat Leaf 平展板簧初始几何轮廓通过弧高（camber height ）来描述，如下页图示。
主簧弧高是指在平行于夹紧平面（Ｕ型螺栓平面）内，主簧上表面最低处到吊耳中心的距离。
副簧弧高是指在平行于夹紧平面（Ｕ型螺栓平面）内，板簧端部到主簧上表面最低处的距离。
只在第一片簧（主簧）的两端有卷耳，板簧是等厚的。
副簧可以是不等厚的，最后一片簧厚度可以是线性逐渐变薄的。
是不等厚的，最后片簧厚度可以是线性逐渐变薄的。
特征描述…Berlin 型Up 型Aft 负方向Fore 正方向None 型ZBXDown Top Surface Camber Height OG Profile Generator 根据输入的参数，先将会为每片板簧生成一组平展的梁单元，然后在弧高的测量点位置加上驱动，运行准静态分析后，平展的板簧可以变形为想要的弧高状态（前段和后端）变形后板簧上表面内侧形状保存为初始几何轮廓弧高和吊耳类型端）。
变形后板簧上表面内侧形状保存为初始几何轮廓。
如何使用OG Profile GeneratorOG Profile Generator 对话框OG Profile Generator框项对话框中的各选项如下：Output OG File Name:输出文件名。
工作目录下，经计算后得到的teim orbit 格式新文件Number of Leafs:模型中板簧的片数Clamp Length:板簧安装夹持的有效长度或固定不动的长度，长度值可以设置成零。
Eye TypeEye Type:主簧卷耳的类型，包括三种类型：[none, berlin, up, down]Eye Radius:卷耳的半径Tapering Auxiliary Leaf:副簧厚度是否逐渐变薄选Yes 或者No AFT Tip :如果选择副簧厚度逐渐变薄，需要定义副簧前端部位置的板厚Base Center:副簧安装夹持中心位置的板厚如何使用OG Profile GeneratorOG Profile Generator 对话框…OG Profile GeneratorFore Tip:副簧后端部位置的板厚Aft Camber:前半部分板簧的弧高Aft Length:前半部分板簧的展开长度Fore Length:后半部分板簧的展开长度F C bFore Camber:后半部分板簧的弧高Thickness:板簧的厚度。
①等厚度板簧的厚度②如果是渐变厚度副簧，厚度将会线性逐渐变薄，梁单元的参数将基于变细的厚度进行调整 Beam Element Length:在板簧展开状态下的梁单长度Delta X in the File:初始几何轮廓输出文件中，Ｘ向间距列表I R Af在规格表中插入行Insert Row After:在规格表中插入一行Remove Row:在规格表中删除一行Load Spec:按文件的指定参数定义，作用在原始几何轮廓的负载 Save Spec:将作用于原始几何轮廓的负载，保存为文件问题阐述在本例中，将学习通过使用OG Profile Generator生成一个由四片板簧组成的初始几何轮廓文件(*.lef)创建OG Profile保存OG Profile Generator生成的参数1.单击Leaftool菜单，选择OG Profile Generator2Save Spec2.单击Save Spec，保存载荷参数3.在file name文本框中，输入ws1_default.def并保存默认的设置是保存为ws_default.lef增加一片板簧作为第四片簧，并创建几何参数1.在Insert Row After文本框, 输入2并选择Insert Row After在第2行下面就新生的一行2.按以下参数设置：Output OG File Name:ws2_a.lefNumber of Leaf:4第三行Aft/Fore Camber Height :43g第三行Aft/Fore Length :350第三行Thickness:10第四行Aft/Fore Camber Height :20其它参数不变。
3.单击Save Spec4.在file name文本框中，输入ws2_a.def并保存5.单击Apply文件ws2_a.lef 就被保存到工作目录下6.在信息窗口单击OK7.在弹出创建板弹簧对话中，单击Cancel创建OG Profile再创建一个板簧几何轮廓模型1.在Tapering Auxiliary Leaf,选择No2.单击Save Spec，保存作用于原始几何轮廓的负载3.在file name 文本框中，输入ws2_b.def然后保存文件3file name ws2b def4.在Output OG File Name文本框中, 输ws2_b.lef5.单击OK文件ws2_b.lef保存在工作目录下OG文件的结构OG文件使用Teim Orbit结构，文件中包含标题、单位、板簧标题、板簧参数和展开的板簧参数列表这几个数据块。