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第1章 绪论 1

1.1 汽车悬架弹簧研究概念 1

1.1.1 汽车悬架弹簧概述 1

1.1.2 汽车悬架弹簧研究的重要性 2

1.2 汽车悬架弹簧研究的学术背景和研究内容 2

1.2.1 研究的学术背景 2

1.2.2 研究内容 3

1.3 汽车悬架弹簧发展历史与弹簧研究现状 3

1.3.1 汽车悬架弹簧的发展历史 3

1.3.2 汽车悬架弹簧设计与验证现状 7

1.3.3 汽车悬架弹簧可靠性设计与最优化现状 9

1.3.4 国外汽车悬架弹簧设计模式 10

1.3.5 国内汽车悬架弹簧的设计模式 11

1.3.6 CAE需求与关键技术 12

1.4 本书研究的目标 13

1.5 拟解决的关键问题、研究方法及技术路线 13

1.5.1 本书拟解决的关键问题 13

1.5.2 本书的研究方法及技术路线 14

第2章 悬架弹簧的基本特性分析与研究 15

2.1 悬架与悬架弹簧 15

2.1.1 悬架的作用与分类 15

2.1.2 悬架弹簧的作用与分类 16

2.2 汽车螺旋悬架弹簧的基础特性分析 18

2.2.1 悬架弹簧的特性曲线 18

2.2.2 弹簧的变形能 19

2.2.3 弹簧的固有频率 20

2.3 悬架弹簧的失效特性分析 20

2.3.1 悬架弹簧的断裂 20

2.3.2 悬架弹簧性能的衰减 21

2.3.3 与弹簧失效有关的因素 22

2.4 汽车悬架弹簧的材料特性分析 22

2.4.1 弹簧材料概况 23

2.4.2 常用材料的化学成分 23

2.4.3 常用材料的力学性能及应力范围 26

2.4.4 常用材料的内部质量 28

2.5 悬架弹簧的力学特性分析及研究 29

2.5.1 胡克定律的引入 29

2.5.2 简化模型应力分析法 32

2.5.3 传统应力分析法 33

2.5.4 表面应力分析法 34

2.5.5 轴线应力分析法 35

2.6 本章小结 36

第3章 基于CAD的悬架弹簧成形工艺优化 38

3.1 建模技术与成形工艺 38

3.1.1 螺旋线的提出 38

3.1.2 建模技术和成形工艺的关系 39

3.2 基于SolidWorks的CAD建模技术研究 41

3.2.1 SolidWorks三维成形软件 41

3.2.2 基于SolidWorks的螺旋弹簧建模关键技术 42

3.2.3 福特C01悬架弹簧的CAD建模与成形工艺优化研究 43

3.2.4 基于SolidWorks建模的工艺优化技术小结 48

3.3 基于CATIA的建模技术 50

3.3.1 CATIA三维成形软件 50

3.3.2 基于CATIA的悬架弹簧建模的关键技术 51

3.3.3 CATIA建模后处理 52

3.4 基于ANSYS的建模技术 52

3.4.1 基于ANSYS悬架弹簧建模的关键技术 52

3.4.2 加载求解关键过程分析 52

3.4.3 ANSYS建模技术小结 53

3.5 本章小结 54

第4章 基于CAE的悬架弹簧分析与关键技术研究 55

4.1 基于SolidWorks Simulation的有限元分析方法 55

4.1.1 SolidWorks Simulation有限元分析步骤 55

4.1.2 基于S－S模型的宏观CAE分析法 57

4.1.3 基于S－S模型的微观CAE分析法 62

4.1.4 试验验证 66

4.1.5 长安铃木雨燕185弹簧CAE分析 73

4.2 基于ANSYS的有限元分析 77

4.2.1 ANSYS有限元分析基本思想 77

4.2.2 基于ANSYS的悬架弹簧分析方法 77

4.2.3 基于ANSYS的悬架弹簧有限元分析关键技术 78

4.3 本章小结 81

第5章 CAE实例分析 82

5.1 FXXX悬架弹簧CAE分析 82

5.1.1 基本参数部分 82

5.1.2 算例快捷结果 86

5.1.3 全系列分析结果 89

5.1.4 本实例分析结果 95

5.2 汽车前后螺旋弹簧的3D建模与设计 95

5.3 本章小结 105

第6章 基于S－E模型的优化设计算法的研究 106

6.1 S－E模型优化算法的提出 106

6.1.1 基于S－E模型的分段线性设计 107

6.1.2 基于S－E模型的分段线性试算 107

6.1.3 基于S－E模型的传统计算方法与有限元方法对比 111

6.2 基于S－E模型的数学分析方法 112

6.3 基于S－E模型的宏观分析 114

6.3.1 宏观模型的基本要求和原则 114

6.3.2 基于S－E模型的宏观分析原理 114

6.4 S－E设计通用算法 117

6.4.1 通用S－E模型 117

6.4.2 S－E设计通用算法原理 118

6.5 S－E模型优化算法的应用 119

6.6 本章小结 122

第7章 基于悬架弹簧设计、优化算法和知识库的CAPP系统研究 123

7.1 基于Delphi工具开发的CAPP系统 123

7.1.1 CAPP技术应用平台的开发与技术研究 123

7.1.2 CAPP_K知识库技术平台 128

7.2 CAPP系统开发采用的关键技术和硬件配置 130

7.3 本章小结 131

总结 132

参考文献 134