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基于变帘线参数的膜式空气弹簧的建模与有限元仿真

作　者: 杨文杰
导　师: 王自勤；苏明
学　校: 贵州大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 空气弹簧帘线垂直刚度三维实体模型 Solidworks ABAQUS
分类号: TH135
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 78次
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内容摘要

空气弹簧是一种利用装在柔性密闭容器中空气的可压缩性来实现弹性作用的非金属弹簧。它具有优良的弹性特性,用于车辆悬架装置中可以明显的提高运行舒适性。所以,空气弹簧在商用车上得到广泛应用。本文以782N膜式空气弹簧为研究对象,详细介绍了空气弹簧的组成、胶囊材料、以及结构型式,并使用Solidworks建立了变帘线参数的三维实体模型;对空气弹簧所具有的一些特点作了分析,还从理论上对空气弹簧的垂向刚度特性作了具体的分析,并得出了影响空气弹簧刚度特性的主要因素。在理论分析的基础之上,本文还应用ABAOUS非线性有限元分析软件对空气弹簧进行了静态垂向特性仿真分析。在对空气弹簧进行建模的过程中橡胶模型的选取和材料参数的确定,帘线层的模拟,气体单元的模拟,以及空气弹簧与上下盖板之间的接触问题,进行了详细的有限元分析。在空气弹簧垂向静特性分析中,主要从不同的帘线角、帘线间距、帘线密度、帘线层数出发,讨论了在这些参数变化时,对空气弹簧的垂向特性的影响。本课题为我国今后对空气弹簧进一步通过有限元仿真分析提供了理论依据,并为空气弹簧生产厂家的产品开发、设计打下一定的基础。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第1章绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 空气弹簧的历史、现状和研究水平  7-9
  1.3 本文研究的内容及意义  9-11
第2章空气弹簧简介  11-23
  2.1 空气弹簧的工作原理  11-12
  2.2 空气弹簧的组成  12-13
  2.3 空气弹簧的结构分析及特点  13-19
    2.3.1 空气弹簧的结构型式  13-16
    2.3.2 空气弹簧的特点  16-19
  2.4 空气弹簧的垂直刚度特性  19-23
第3章 SolidWorks的空气弹簧实体模型  23-29
  3.1 SolidWorks的简介  23-24
  3.2 空气弹簧的实体建模  24-28
    3.2.1 建模思路  24
    3.2.2 建模步骤  24-27
    3.2.3 变帘线参数创建模型  27-28
  3.3 空气弹簧的模型装配  28-29
第4章空气弹簧分析中的非线性问题  29-36
  4.1 空气弹簧有限元分析要考虑的问题  29
  4.2 ABAQUS的简介  29-30
  4.3 材料非线性与材料模型的建立  30-32
  4.4 几何非线性分析  32-33
  4.5 边界非线性分析  33-35
  4.6 内部压力的模拟  35-36
第5章变帘线参数空气弹簧的有限元分析  36-45
  5.1 物理模型的建立  36-37
  5.2 有限元模型的建立  37-41
    5.2.1 橡胶气囊  37-39
    5.2.2 空气弹簧腔内气体  39
    5.2.3 实体模型及接触分析  39
    5.2.4 约束与加载  39-40
    5.2.5 网格与单元的划分  40-41
  5.3 变帘线参数有限元分析  41-45
    5.3.1 变帘线角  41-42
    5.3.2 变帘线层数  42
    5.3.3 变帘线密度  42-43
    5.3.4 变帘线层间距  43
    5.3.5 气体内压对垂直刚度的影响  43-45
第6章空气弹簧试验验证  45-48
  6.1 空气弹簧试验机  45-46
  6.2 空气弹簧静态刚度特性试验方法  46-48
第7章结论与展望  48-50
  7.1 结论  48-49
  7.2 展望  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-54
附录  54-55

基于变帘线参数的膜式空气弹簧的建模与有限元仿真

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