JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计

邢艺文 ,  王东方 ,  朱俊铖

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邢艺文, 王东方, 朱俊铖. 汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计[J]. 轻工学报, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
引用本文: 邢艺文, 王东方, 朱俊铖. 汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计[J]. 轻工学报, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
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XING Yi-wen, WANG Dong-fang and ZHU Jun-cheng. Finite element analysis and optimization design of the car torsion-bar spring[J]. Journal of Light Industry, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
Citation: XING Yi-wen, WANG Dong-fang and ZHU Jun-cheng. Finite element analysis and optimization design of the car torsion-bar spring[J]. Journal of Light Industry, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
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汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计

  • 南京工业大学 机械与动力工程学院, 江苏 南京 211816

  • 中图分类号: TH12

Finite element analysis and optimization design of the car torsion-bar spring

  • College of Mechanical and Power Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 211816, China

  • Received Date: 2015-04-23
    Available Online: 2015-11-15

    CLC number: TH12

  • 摘要: 针对双横臂扭杆弹簧悬架的特点,运用多体动力学理论建立了某汽车独立悬架的仿真模型.根据扭杆弹簧的结构形式,在ADAMS/Car中分别提取3种典型工况关键点处的载荷并将其转化为扭矩,作为静力学分析的载荷条件;在有限元软件ANSYS中对典型工况下的扭杆弹簧进行静力学分析,提出空心杆的结构形式;基于响应面法对扭杆弹簧采取全局单目标优化,得到3种最佳优化方案.对比优化后与优化前的结果可以看出:优化后扭杆弹簧的受力性能得到了显著的改善,承受的最大等效应力降低了24%,总变形量降低了31%,扭杆弹簧质量降低了11%.
    Abstract: According to the characteristics of double-wishbone suspension with torsion bar, establish a simulation model of a car independent suspension was established by multi-body dynamics theory. According to the formal structure of torsion bar spring, loads of key points at three typical load conditions in ADAMS/Car were drawn and turned into torsion as the loading condition for statics analysis;statics analysis of the torsion bar was taken in typical conditions with ANSYS. The structure of hollow rod was designed; Three best programs were gotten by taking single objective global optimization on torus torsion spring bar which based on the response surface method.Comparison of the results after optimization and original showed:the mechanical properties of torsion bar improved significantly after optimization, the maximum equivalent stress decreased by 24%, the total deformation decreased by 31%, and the quality of torsion bar decreased by 11%.
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  • 收稿日期:  2015-04-23
  • 刊出日期:  2015-11-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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邢艺文, 王东方, 朱俊铖. 汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计[J]. 轻工学报, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
引用本文: 邢艺文, 王东方, 朱俊铖. 汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计[J]. 轻工学报, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
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XING Yi-wen, WANG Dong-fang and ZHU Jun-cheng. Finite element analysis and optimization design of the car torsion-bar spring[J]. Journal of Light Industry, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
Citation: XING Yi-wen, WANG Dong-fang and ZHU Jun-cheng. Finite element analysis and optimization design of the car torsion-bar spring[J]. Journal of Light Industry, 2015, 30(5-6): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.015
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汽车扭杆弹簧的有限元分析与优化设计

  • 南京工业大学 机械与动力工程学院, 江苏 南京 211816
  • 收稿日期: 2015-04-23
  • 网络出版日期: 2015-11-15

摘要: 针对双横臂扭杆弹簧悬架的特点,运用多体动力学理论建立了某汽车独立悬架的仿真模型.根据扭杆弹簧的结构形式,在ADAMS/Car中分别提取3种典型工况关键点处的载荷并将其转化为扭矩,作为静力学分析的载荷条件;在有限元软件ANSYS中对典型工况下的扭杆弹簧进行静力学分析,提出空心杆的结构形式;基于响应面法对扭杆弹簧采取全局单目标优化,得到3种最佳优化方案.对比优化后与优化前的结果可以看出:优化后扭杆弹簧的受力性能得到了显著的改善,承受的最大等效应力降低了24%,总变形量降低了31%,扭杆弹簧质量降低了11%.

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