微型货车钢板弹簧的结构设计与校核开题报告

开题报告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述文献综述随着汽车在生活中的越来越广泛的应用，它已经不再只是人们代步的工具，它在社会发展中也起着非常重要的作用。它为人们的生产效率带来了提高。特别是在公路运输中。作为载人的工具之一，舒适性是不可忽略的一个条件。悬架也就应允而生。现在的小轿车的悬架系统已经发展到非常成熟了，并可以使长途的驾驶者带来更多的舒适性，减轻了驾驶者和乘客的疲劳程度。但是，载货货车却远远达不到这样的效果。同时货车却常常在长途的路途上行走，为驾驶者带大的疲劳程度，也不利于在行车安全。因此货车的悬架系统尽可能地设计到更好的舒适性，减轻架驶者的行车过程中的疲劳程度。悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统（车架或承载式车身）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。并且随着研究的进一步深入，发现悬架的性能还影响着整车的很多性能，包括行驶平顺性，行驶车速，燃油经济性和运营经济性等。特别是在工业中应用较多的运输车辆的悬架系统的设计，对于用车单位十分重要。悬架系统的制造成本要低，要便于维护、保养，并且工作可靠，使用寿命长1。钢板弹簧是车辆悬架系统中的一个重要部件,起着承受车体重量、传递各个方向的力和力矩、缓和车体振动等作用,对整车的行驶平顺性和操纵稳定性有十分重要的影响。传统的汽车钢板弹簧为多片等截面钢板弹簧,这种弹簧由若干片等截面钢片迭加而成,其刚度在工作过程中是不变的,既可用于前悬架,也可用于后悬架。多片钢板弹簧因工艺简单,生产成本低,至今应用仍很普遍2。11悬架国内外研究动态半主动悬架的研究工作开始于1973年，由DACROSBY和DCKARNOPP首先提出。半主动悬架以改变悬架的阻尼为主，一般较少考虑改变悬架的刚度。工作原理是根据簧上质量相对车轮的速度响应、加速度响应等反馈信号，按照一定的控制规律调节弹簧的阻尼力或者刚度。半主动悬架产生力的方式与被动悬架相似，但其阻尼或刚度系数可根据运行状态调整，这和主动悬架极为相似。有级式半主动悬架是将阻尼分成几级，阻尼级由驾驶员根据“路感”选择或由传感器信号自动选择；无级式半主动悬架根据汽车行驶的路面条件和行驶状态，对悬架的阻尼在几毫秒内由最小到最大进行无级调节。由于半主动悬架结构较简单，工作时不需要消耗车辆的动力，而且可取得与主动悬架相近的性能，具有广阔的发展空间3。随着道路交通的不断发展，汽车车速有了很大的提高，被动悬架的缺陷逐渐成为提高汽车性能的瓶颈，为此人们开发了能兼顾舒适和操纵稳定的主动悬架。主动悬架的概念是1954年美国通用汽车公司在悬架设计中率先提出的。它在被动悬架的基础上，增加可调节刚度和阻尼的控制装置，使汽车的悬架在任何路面上保持最佳的运行状态。控制装置通常由测量系统、反馈控制系统、能源系统等组成。20世纪80年代，世界各大著名的汽车公司和生产厂家竞相研制开发这种悬架。奔驰、沃尔沃、洛特斯、丰田等在汽车上进行了较为成功的试验。装备主动悬架的汽车，在不良路面高速行驶时，车身非常平稳，轮胎的噪音小，转向和制动时车身保持水平。其特点是乘坐非常舒服，但不同程度存在着结构复杂、能耗高、成本昂贵、可靠性问题4。由于种种原因，我国的汽车绝大部分采用被动悬架。在半主动和主动悬架的研究方面起步晚，与国外的差距大。在西方发达国家，半主动悬架在20世纪80年代后期趋于成熟，福特公司和日产公司首先在轿车上应用，取得了较好的效果。主动悬架虽然提出早，但由于控制复杂，并且牵涉到许多学科，一直很难有大的突破。进入20世纪90年代，仍仅应用于排气量大的豪华汽车。未见国内汽车产品采用此技术的报道，只有北京理工大学和同济大学等少数几个研究机构对主动悬架展开研究5。麦式独立悬架是现代汽车上广泛采用的一种悬架结构形式,其运动特性的优劣关系到汽车操纵稳定性、舒适性、转向轻便性和轮胎使用寿命等。合理的几何参数是保证麦式独立悬架具有良好运动学特性的重要因素。目前,对麦式独立悬架运动学分析通常采用机构学理论中的解析方法、矢量法、多刚体动力学方法和多体弹性运动学方法6。基于空间机构运动学和数值计算方法,给出了麦式独立悬架运动学特性的计算方法,并对悬架导向机构和转向梯形断开点位置进行优化设计。将空间机构运动学与数值计算结合,建立了麦式独立悬架运动学分析和优化计算方法。该算法直观易懂、编程和计算简单,使悬架设计更为清晰、精确7。若不考虑转向梯形机构,车轮在上下跳动过程中不偏转,车轮前束角变化量为0。通过运动学分析表明,车轮定位参数的变化趋势合理。导向机构优化后,有利于获得较好的操纵性和行驶稳定性,并有助于减小轮胎的磨损。转向梯形不影响主销后倾角和内倾角的变化,对车轮外倾角和轮距的变化影响也很小,但对前束角的变化影响大。对转向梯形断开点位置优化后,能明显减小车轮前束角变化量,减小轮胎磨损8。在实践中，为了分析某国产微车的前悬架性能，提高该车的操纵稳定性，利用ADAMS/CAR软件，建立了该悬架的虚拟样机模型进行仿真，模拟计算该微车前悬架的运动学和动力学规律并利用ADAMS/INSIGHT模块对运动学和动力学变化规律不合理的参数进行了优化，明显改善了车辆的操纵稳定性，最终达到优化设计的目的9。12悬架的种类和工作原理选取不同的标准,悬架有不同的分类方法。根据车桥是否断开,可分为独立悬架和非独立悬架10。所谓的非独立悬架,两侧的车轮由一根整体式车桥相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架与车架连接。特点是当一侧的车轮遇到路面冲击而跳动时,必然导致另一侧车轮在汽车横向平面内摆动。独立悬架是车桥做成断开的,每一侧车轮可以单独通过弹性悬架与车架连接。结构较非独立悬架复杂,但两侧的车轮单独跳动时互不影响,可以提高乘坐的平顺性11。根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化,可分为被动悬架、半主动悬架、全主动悬架半主动悬架还可以按阻尼级分为有级式和无级式两类12。13悬架的发展趋势悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来，并能传递载荷、缓和冲击、衰减震振动以及调节汽车行驶中的称车身位置等，都保证汽车行驶的平顺性。本课题是载重车的悬架系统设计，大多数的载重车悬架类型都是钢板弹簧式非独立悬架，从结构功能上、钢板弹簧式非独立悬架都是有弹性元件、减振装置和到导向机构三部分组成13。由于汽车行驶的平顺性和操纵稳定性的要求，具有安全、智能和清洁的绿色智能悬架将是今后汽车悬架发展的趋势。1被动悬架是传统的机械结构，刚度和阻尼都是不可调的，依照随机振动理论，它只能保证在特定的路况下达到较好效果。但它的理论成熟、结构简单、性能可靠、成本相对低廉且不需额外能量，因而应用最为广泛。在我国现阶段，仍然有较高的研究价值。被动悬架性能的研究主要集中在三个方面通过对汽车进行受力分析后，建立数学模型，然后再用计算机仿真技术或有限元法寻找悬架的最优参数；研究可变刚度弹簧和可变阻尼的减振器，使悬架在绝大部分路况上保持良好的运行状态；研究导向机构，使汽车悬架在满足平顺性的前提下，稳定性有较大的提高。2半主动悬架的研究集中在两个方面执行策略的研究；执行器的研究。阻尼可调减振器主要有两种，一种是通过改变节流孔的大小调节阻尼；一种是通过改变减振液的粘性调节阻尼。节流孔的大小一般通过电磁阀或步进电机进行有级或无级的调节，这种方法成本较高，结构复杂。通过改变减振液的粘性来改变阻尼系数，具有结构简单、成本低、无噪音和冲击等特点，因此是目前发展的主要方向。3主动悬架研究也集中在两个方面可靠性，执行器。由于主动悬架采用了大量的传感器、单片机、输出输入电路和各种接口，由于元器件较多，降低了悬架的可靠性，所以，加大元件的集成程度，是一个不可逾越的阶段。执行器的研究主要是用电动器件代替液压器件。电气动力系统中的直线伺服电机和永磁直流直线伺服电机具有较多的优点，今后将会取代液压执行机构。运用电磁蓄能原理，结合参数估计自校正控制器，可望设计出高性能低功耗的电磁蓄能式自适应主动悬架，使主动悬架由理论研究转化为实际应用14。钢板弹簧结构简单、维修方便、成本低廉,目前广泛应用于载货汽车悬架中。因此,对钢板弹簧的研究具有广泛的意义和价值。在对多片钢板弹簧进行有限元分析的基础上,也要对钢板弹簧悬架系统进行了汽车平顺性仿真分析。首先,利用UG60对装配前处于自由状态的钢板弹簧进行三维建模,并导入ANSYS120中建立多片钢板弹簧有限元模型。然后模拟夹紧装配过程,仿真分析出钢板弹簧内部产生的预应力,并与理论计算相比较,验证模拟装配的正确性。对钢板弹簧从装配前到装配后及使用的整个过程进行了系统的分析,对用户选择钢板弹簧也起到了指导作用。同时对钢板弹簧的实际研究也有很高的参考价值,可以减少物理样机的实验次数,缩短开发周期,提高设计质量15。参考文献1周长城，车辆悬架设计及其理论M北京北京大学出版社，201181671832郑银环,张仲甫多片钢板弹簧的优化设计J现代机械，2004（5）10113赖穆帕尔，汽车悬架M北京机械工业出版社，201344王望予汽车设计M北京机械工业出版社，20031331655陈家瑞汽车构造上下册M机械工业出版社，2002下册41676时培成,陈黎卿,韦山等麦弗逊式独立悬架运动分析机械传动2008年第01期84897夏长高,邵跃华,丁华麦弗逊悬架运动学分析与结构参数优化J农业机械学报,2005,1225278刘臣亚,刘淑艳,尹文杰麦式独立悬架运动学分析与优化J华南理工大学学报自然科学版,2003,0994999任凯,王军杰,吴德宏基于ADAMSCAR的微型客车麦弗逊前悬架仿真和优化设计J机械设计及制造，2010，（3）363710梁新成,黄志刚,朱亭,等汽车悬架的发展现状和展望J北京工商大学学报自然科学版,2006,2838511姜婷汽车悬架系统的应用与发展趋势J太原科技,2008,12839112MIGUELCHAVES,JOSEMAIA,JORGEESTEVESANALYSISOFANELECTROMAGNETICAUTOMOBILESUSPENSIONSYSTEMWUHANPROCEEDINGSOFTHE2008INTERNATIONALCONFERENCEONELECTRICALMACHINES1285128913周长城，赵雷雷，车辆悬架弹性力学解析计算理论M北京机械工业出版社，201223514张炳力汽车设计合肥工业大学出版社M，2010618722315宋德跃某商用车多片钢板弹簧的研究D太原太原理工大学，2011开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）研究问题钢板弹簧悬架重量较重，刚度大，纵向尺寸较长，不利于缩短汽车的前悬和后悬，与车架连接处的钢板弹簧销容易磨损。使各组成部分的设计相协调以及使局部的设计符合整体性能的要求。图纸的绘制。研究方法现场拆装后悬架及钢板弹簧，测绘尺寸。观看后悬架拆装视频。查阅网络文章，阅读文献和论文。建立CATIA三维模型。用数学经验公式对后悬架及钢板弹簧受力进行分析。步骤（1）通过实习、调查、上网以及文献检索等多种有效方法，系统收集汽车悬架的研究成果和相关的专业信息；（2）在对国内外悬架的技术现状、发展虚实等情况进行系统分析研究的基础上，确定设计策略，作为构思总体设计方案的指导思想；（3）在分析悬架设计要求和各种类型悬架的优缺点、使用情况、结构特点、基本原理的基础上，参考实习、调研得到的资料，分析悬架的设计要求和国家标准有关悬架设计的技术条件；（4）在整车主要参数的基础上根据整车的设计要求、技术条件要求，汽车后悬架的结构选型；（5）研究目前悬架的基本结构，结合实际应用，运用所学基础理论和汽车设计方面的专业知识，确定悬架与钢板弹簧主要参数；（6）对悬架主要参数进行系统的优化，对其主要的结构部件进行曲率、刚度、强度验算、校核及运动分析；（7）根据整车布置和结构需要，最终绘制出标准机械工程图纸。开题报告指导教师意见该生课题立意明确，技术路线可行，研究内容充实，研究方法切实有效，学生本人对钢板弹簧相关领域的国内外现状有较为全面地了解，现开展的工作为完成课题提供了多方面的便利，相信能够完成课题，并撰写出达到要求的毕业论文。指导教师年月日所在系审查意见系主任年月日附件参考文献格式学术期刊作者论文题目期刊名称，出版年份，卷期页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如1李峰，胡征，景苏等纳米粒子的控制生长和自组装研究进展无机化学学报，2001,1733153242JYLI,XLCHEN,HLIFABRICATIONOFZINCOXIDENANORODSJOURNALOFCRYSTALGROWTH,2001,23357学术会议论文集作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地出版者，出版年份页次例如3司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京中国高等科学技术中心，1996105图书著者书名版本出版地出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如4韩其智，孙洪洲群论北京北京大学出版社，1987101预印本作者论文题目预印本编号（出版年份）例如5XIAOFENGGUOANDJIANWEIQIUTHELEADINGPOW