一、圆柱形扭转螺旋弹簧的可靠性优化设计（论文文献综述）
蔡世成[1]（2021）在《承载可调节准零刚度隔振器设计与分析》文中研究说明当前,隔振设计是车载精密仪器稳定工作的重要保障。传统线性隔振系统可有效隔绝中高频振动,低频隔振是振动控制领域的难题。近年来,一些非线性减振器应运而生。其中,准零刚度隔振系统不仅可以满足低频隔振的需求,而且无需输入能量,承载能力强,具有优良的发展前景。但当前准零刚度隔振器结构尺寸较大,且负载变化时系统易发生失稳等状况,限制了其在实际工程中的应用。因此,本文基于非线性振动数值解析法和有限元仿真法,将非标开口碟簧负单元、圆柱橡胶簧正单元与对置倾斜螺旋弹簧调节机构并联,设计一种承载可调节式准零刚度隔振器。分析结果表明,该系统结构紧凑,承载可调,低频隔振性能优越。首先,引入碟簧结构,并进行刚度特性分析,确定其负刚度特性产生条件。同时,为扩大碟形弹簧变形量,扩宽隔振器准零刚度位移范围,对碟簧非标开口设计,采用控制变量法探索碟簧开口方式和中心槽Dm对碟簧静力学特性的影响,设计一种具有等效大变形、宽负刚度区间的负刚度单元。结果表明:中心槽Dm1.3、单独内开槽式碟形弹簧可以作为准零刚度减振器负刚度单元,系统兼具高承载能力与宽隔振区间。其次,将负刚度碟簧单元与正刚度圆柱橡胶簧单元并联,构成宽准零刚度位移范围的准零刚度隔振器。通过分析获得系统满足准零刚度尺寸要求,并研究中心槽尺寸对系统隔振性能的影响。结果表明:中心槽Dm增加时系统承载能力增加,但准零刚度区间减少,低频隔振能力减弱;中心槽Dm减小时系统承载能力减弱,但准零刚度区间增加,低频隔振能力增加;。然后,采用最小二乘法拟合系统位移载荷曲线并建立振动方程,通过谐波平衡法求解准零刚度系统主共振响应,运用近似数值解法求解系统向上、向下跳跃频率。对比分析非线性准零刚度系统与线性弹簧隔振系统隔振率曲线,探讨阻尼系数、激励力幅值对准零刚度系统传递率影响。分析结果表明,对于准零刚度系统,增加系统阻尼,不稳定区间缩小,高频隔振能力减弱;激励幅值增加,向下跳跃频率增加,隔振区间缩减。最后,设计一种承载可调式准零刚度系统。分析调节机构与开口碟簧负刚度机构并联系统的负刚度特性,给出调节系统静平衡位置与碟簧负刚度压平位置重合条件。证明调节机构准零刚度系统可以满足不同负载低频隔振需求,扩大承载区间,避免系统出现欠载、过载等失稳情况。
辛俊胜[2]（2021）在《重载货车转向架弹簧服役安全性研究》文中研究指明摇枕弹簧作为货车转向架重要的组成零部件,在实现载荷的均匀承载、缓和轨道不平顺引起的振动和冲击等方面起到了至关重要的作用。随着我国重载货车轴重增大和车辆周转次数增多,使得摇枕弹簧的垂向动载荷出现频次和幅值大幅度增加,恶化了弹簧的运行条件,降低了弹簧的服役寿命,从而影响了重载货车的运行安全性;其次,摇枕弹簧的寿命也受几何尺寸、材料力学性能、载荷特性等不确定因素的影响呈随机性,若采用确定性方法进行分析,将与实际结果不相符。为此,本文以转K6转向架摇枕弹簧为研究对象,进行弹簧稳健性设计、动态可靠性分析、弹簧系统可靠性分析,从而为弹簧的设计及弹簧系统维修策略制定提供了借鉴意义。本文的主要研究内容如下:（1）摇枕弹簧进行稳健性设计。以弹簧刚度、疲劳强度为性能指标,建立单一性能指标稳健性模型,引入权重系数建立综合性能稳健性模型,采用最优拉丁超立方抽样的试验设计方法进行分析,得到弹簧各设计变量对弹簧性能影响大小,并确定出在不同权重系数下,要使弹簧综合性能更稳健,簧条直径变异系数的取值范围。（2）建立摇枕弹簧强度退化模型。根据升降法和成组法得到60Si2Cr VAT弹簧钢材料的P-S-N曲线,通过修正得到弹簧的P-S-N曲线。基于Gamma随机过程建立摇枕弹簧的强度退化模型,并采用弹簧钢材料P-S-N曲线对随机过程中特征参数进行估计。（3）摇枕弹簧动态可靠性灵敏度分析。考虑弹簧强度退化,基于应力-强度干涉模型建立弹簧动态可靠性模型,分别以现有实测载荷谱、AAR载荷谱为基础,采用摄动法、四阶矩法计算了弹簧动态可靠度和可靠性灵敏度,分析了各随机变量均值、方差灵敏度,并对弹簧动态可靠性模型进行简化。（4）摇枕弹簧系统可靠性分析。通过与常用几种系统可靠性模型对比,分析了摇枕弹簧系统可靠性的性质,研究了几种弹簧故障情况下对剩余弹簧疲劳可靠性的影响,得到弹簧系统承载外簧的失效对剩余弹簧可靠性有较大影响,并结合分析结果给出了几点弹簧组系统相关的维修建议。
孙延标[3]（2020）在《单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟与实验研究》文中指出随着汽车轻量化的发展,对汽车零部件的综合性能提出了更高的要求。螺旋弹簧是减少车辆振动和冲击的重要部件,但是常规的金属螺旋弹簧质量大并且抗腐蚀性差,阻碍了汽车整体性能的提升。因此,聚合物基纤维增强复合材料螺旋弹簧因其具有优异的比刚度、比强度和良好的耐腐蚀性而受到广泛关注。本文利用有限元与实验测试结合的方法研究了单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧。通过有限元模拟分析出在弹簧线径为12 mm时其压缩性能达到最优时的弹簧中径尺寸和弹簧螺距尺寸,通过实验测试了该尺寸下螺旋弹簧的压缩性能并且与有限元仿真进行对比分析,又通过改变弹簧簧丝的结构以及往基体中加入纳米二氧化硅的方法对该尺寸下螺旋弹簧的压缩性能完成进一步优化。本文的具体研究内容如下:（1）以12 mm的弹簧线径为基准,建立了不同螺距、不同中径的螺旋弹簧模型,模拟了结构参数的变化对螺旋弹簧的压缩性能的影响。分析发现,随着复合材料螺旋弹簧的螺距的增加,弹簧的螺旋角度增加,相同的压缩载荷下轴向变形量越小,弹簧刚度呈线性增加。但是,当螺距大于42 mm时,弹簧簧丝的剪切强度安全系数小于临界值,发生横向失效。随着螺旋弹簧中径的减小,螺旋弹簧的弯矩和曲度系数减小,相同的载荷下其变形量越小,弹簧刚度呈指数增长。然而,当弹簧中径小于90 mm时,弹簧簧丝的剪切强度安全系数小于临界值,且簧丝纤维的拉伸Hashin失效准则值高于临界值,弹簧簧丝失效。所以,当弹簧中径为90 mm,弹簧螺距为42 mm时,线径为12 mm的单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧具有最优的压缩性能。同时,不同结构参数弹簧簧丝的横向剪切模量和轴向拉伸模量基本保持不变,说明改变弹簧中径和弹簧螺距不会对簧丝的模量产生影响。（2）基于有限元优化的结构参数,通过实验制作了单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧和螺旋弹簧簧丝棒材,分别分析了螺旋弹簧刚度、弹簧簧丝横向剪切应力应变关系和轴向拉伸应力应变关系,并且与有限元结果对比论证。通过施加与有限元相同压缩载荷,测试所得平均弹簧刚度和平均压缩位移分别为4.74N/mm和50.82 mm,与有限元结果相比其误差分别为11%和2.9%,且最大压缩量下螺旋弹簧无失效现象;弹簧簧丝在剪切力的作用下逐渐失效,但到达其轴向拉伸极限时表现为突然的脆断。弹簧簧丝平均剪切模量和平均拉伸模量分别为7.59 GPa和33.63 GPa,与有限元结果相比其误差分别为10.14%和2.88%。因此,本文对单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的压缩性能的仿真分析合理有效。（3）为了进一步提高复合材料螺旋弹簧的刚度,基于有限元分析优化的结构参数,借助仿生思想仿照了原胶原蛋白的独特结构,通过实验的方法分别制备了两股和四股纤维束相互编织的复合材料螺旋弹簧簧丝,测试得其螺旋弹簧的刚度分别为6.67 N/mm和7.46 N/mm,与未改变结构的单向纤维增强复合材料螺旋弹簧相比其刚度分别提高了37.81%和54.13%。但是,弹簧簧丝的交织点处存在应力集中和树脂富集现象,导致螺旋弹簧较容易出现裂纹,使其疲劳性能降低。为了在提高弹簧刚度的基础上改善复合材料螺旋弹簧的疲劳性能,又制备了添加纳米二氧化硅颗粒的玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧。当纳米二氧化硅的含量为0.4 wt%时,螺旋弹簧的压缩性能最佳,其弹簧刚度和疲劳性能比无纳米二氧化硅改性的螺旋弹簧分别高出52.1%和43.5%。性能的提高可归因于:纳米二氧化硅均匀的分布提高了纤维与基体的界面粘结性能,减小了纤维的自由度;同时,增加了复合材料内部的界面面积,促使了应力由基体向纳米二氧化硅颗粒的转移。
王立超[4]（2020）在《机加工弹簧性能分析及其加工工艺研究》文中指出新型机加工弹簧在很多有高精度要求的应用场合可以弥补传统线圈螺旋弹簧的固有缺点,提高整机性能。但是国内外有关该新型弹簧的研究极少,为将其应用于工程实际中并实现国产化,对其进行性能分析和加工工艺研究具有重要的工程实际意义。因此本文针对通用机加工弹簧,结合中国电科16所研制的斯特林制冷机应用需求,开展了弹簧静态变形、强度等性能研究,得到了弹簧基本参数与各向刚度、强度等性能的关系,对某特例弹簧进行了疲劳寿命和动力学分析,探讨了机加工弹簧的加工工艺,为该类弹簧的工程设计与加工制造提供了理论指导。论文的主要研究成果和创新性工作如下:基于传统线圈弹簧刚度理论推导了机加工弹簧刚度计算模型,利用ANSYS Workbench参数化研究了弹簧变形特性,得到了该种机加工弹簧的静态变形性能理论。研究表明:（1）机加工弹簧刚度比线圈弹簧线性度更高,机加工弹簧上下安装端长度对变形量无影响,随着螺旋角的增大,刚度逐渐减小;（2）考虑了螺旋角影响后,单螺旋线弹簧和双螺旋线的刚度理论计算与仿真计算误差值均不超过5%;（3）机加工弹簧横向刚度随着横向载荷施加方向的不同呈现上下波动,随着轴向载荷的增大呈线性减小,随着中径的增大不断减小;（4）在压缩稳定性方面,双螺旋线机加工弹簧最好,单螺旋线机加工弹簧次之,传统圆柱螺旋弹簧最差。利用有限元软件对机加工弹簧的静压强度进行了分析,针对螺旋槽端部应力集中现象,分析了应力集中系数与弹簧基本参数的关系,给出了最优应力释放孔形式和最优去除尺寸,推导出适用于机加工弹簧的无应力集中强度校核理论。研究表明:（1）中径小于20mm的机加工弹簧存在应力集中的理论判据为螺旋槽宽与螺距比值小于0.5;（2）采用切向应力释放孔可以去除应力集中现象并不影响弹簧压缩变形性能,控制释放孔孔径接近矩形截面高度时应力释放效果最好;（3）无应力集中下推导出的最大等效应力计算公式与仿真计算值误差不超过3%,应尽量使得矩形截面呈竖直长方形形式以减小内圈应力。针对某型号斯特林制冷机初步设计了其适用的机加工弹簧,进行了尺寸参数优化选取,分析了影响弹簧疲劳寿命的因素,采用有限元仿真了弹簧的疲劳寿命,结果显示优化后的弹簧整体疲劳寿命达107以上;对弹簧进行了谐响应分析与模态分析,得出了弹簧的位移频域响应和内圈最大切应力频域响应。针对该新型弹簧的加工工艺问题,本文采用车铣复合加工方式、激光切割方式对弹簧进行了样件试制,设计了对应的加工工艺和相应夹具。试验结果表明车铣复合加工时需先铣槽再切割内孔,激光切割加工时应在被加工圆管内添加填充物以减小热变形;对弹簧样件刚度进行了测试,测试结果显示样件实际刚度与仿真值、理论计算值误差均在5%以下,前述章节的理论模型与仿真模型具有很高的准确度,为该种新型弹簧的实际加工提供了重要参考依据。
陈玲[5]（2020）在《碳纤维复合材料螺旋弹簧的制备及其性能研究》文中认为螺旋弹簧在各个行业中应用广泛,一直以来都受到了大量的关注和研究,与金属材料相比,复合材料的综合性能突出,在弹簧领域具有广阔的应用前景,但其成型加工难度较大,阻碍了弹簧的研究与发展。本文首先开发出一种基于真空辅助成型工艺（Vacuum Assisted Resin Influsion,简称VARI）的新型复合材料螺旋弹簧制备工艺,并运用此工艺制备了不同纤维含量的平行无捻、不同增强体捻度的多股加捻和不同编织角度的编织复合材料弹簧（单层和双层）,对其进行了扭转、压缩和回弹性测试,初步分析了增强体结构参数对弹簧力学性能的影响。然后建立了适应各结构弹簧内部增强体特点的三维几何模型并运用数值方法模拟了弹簧在轴向压缩载荷作用下的力学性能,揭示了不同结构弹簧的应力分布规律。最后使用数值分析法预测了各结构弹簧的弹簧常量在不同影响因素下的变化规律。研究结果表明,新型复合材料螺旋弹簧制备工艺具有较高的可靠性,弹簧实际纤维体积含量值与理论值最大仅相差2.84%,且弹簧表面光滑孔隙率低。复合材料螺旋弹簧的压缩性能与复合材料杆件的扭转性能变化趋势一致。平行无捻、多股加捻和编织三种增强体结构复合材料螺旋弹簧的压缩性能依次增加,与平行无捻结构弹簧相比多股加捻弹簧的弹簧常量最大可提升62.83%,与多股加捻弹簧相比编织结构弹簧的弹簧常量最大可提升129.08%。随着平行无捻弹簧纤维含量和多股加捻弹簧增强体捻度的增加,弹簧的弹簧常量逐渐增加,而随着编织弹簧中编织角度的增加弹簧常量逐渐减小。复合材料弹簧的回弹性能与弹簧常量联系紧密,结构相同的复合材料螺旋弹簧的弹簧常量越小其回弹性能越优,最大回弹率可达94.74%。数值分析中平行无捻、多股加捻和编织三种增强体结构弹簧的应力值依次增加,各结构弹簧的最大应力分别为90 Mpa、350 Mpa、830 Mpa。三种结构弹簧在初始坐标0°～360°内的角度应力曲线均显示为正弦趋势。在平行无捻结构弹簧压缩中,结构内有严重的应力集中现象,其危险截面位于弹簧的内径向区且在初始坐标180°时应力值最大;多股加捻弹簧中,结构内各股纤维间受力均匀;编织结构弹簧中,编织结构从初始坐标0°到360°中相应部位应力基本无变化,在初始坐标0°～360°中的角度应力曲线的最大值和最小值相差较小结构间均匀受力。弹簧常量变化规律预测中,45%、50%、55%三种不同纤维含量下的弹簧最初随着捻度的增加弹簧常量快速增加,后弹簧常量增幅减小,拟合出弹簧捻度与弹簧常量关系公式为五次多项式;编织结构弹簧的弹簧常量从20°开始随着编织角度的增加弹簧常量逐渐增大,当编织角度达到45°后随着编织角度的增加,其弹簧常量又逐渐减小,拟合出编织结构弹簧的编织角度与弹簧常量的关系为二次多项式。
陈积云[6]（2019）在《汽车悬架异形螺旋弹簧疲劳试验装备研制及应用》文中研究表明随着汽车工业的飞速发展。国内汽车保有量快速增长。燃油能源短缺以及其消耗引起的环境污染越来越严重。汽车轻量化设计已成为各汽车企业的首要目标。汽车悬架异形螺旋弹簧由于其具有节省布置空间和可变刚度等优点。符合汽车轻量化发展战略目标。其在汽车行业中的应用越来越广泛,前景非常广阔。且随着汽车行业的竞争日益激烈和人民对汽车安全性、可靠性的认识逐渐提高。汽车悬架弹簧准确可靠的测量检测手段逐渐被推广,更多的试验装备也逐渐被研制推广,功能也越来越完善。但由于其试验装备发展较晚,目前对汽车悬架弹簧进行疲劳测试的试验装备更多仍旧停留在标准圆柱形弹簧的测试水平上。对于汽车悬架异形弹簧的疲劳试验装备更是没有先例。因此,研制一款新型的汽车悬架异形螺旋弹簧试验装备已迫在眉睫。本文主要从汽车悬架异形螺旋弹簧试验装备的试验需求、主机整体结构布置、主机零部件结构设计、电气、软件设计等方面对该试验装备进行分析研究。并通过试验验证其运行稳定性和可靠性。首先以某弹簧厂商提供的汽车悬架异形螺旋弹簧零件为基础,采用三坐标仪等测量工具测量其几何参数。采用曲线方程建模方式建立三维数学模型。使用CAE软件对所建立的数学模型进行分析。并使用电子万能试验机对汽车悬架异形螺旋弹簧零件进行试验。经过对仿真分析结果与试验数据的比对分析显示,该建模方式比较准确。可作为后续类似零部件建模的一种参考方式。同时对汽车悬架运动轨迹进行运动仿真分析,了解汽车悬架异形螺旋弹簧的运动规律。掌握该异形螺旋弹簧的试验需求。其次,在充分了解试验需求后。查阅相关资料,综合以往的试验装备设计经验。经过布置、计算、仿真分析后确定本次研制的疲劳试验装备主机布置结构。本次采用四工位十字对称布置结构。该结构可有效利用四个十字对称布置的弹簧试样在往复运动过程中产生的作用力相互抵消。即利用松开端所释放的能量去给压紧端施加载荷。有效降低疲劳试验过程中试验装备的驱动能量消耗。这对于疲劳试验这种超长时间的试验来讲,降低能量消耗效果更是立竿见影。最后对本次研制的试验装备进行试验验证。试验装备运行稳定可靠,各项功能全部正常。到目前为止,该试验装备已连续稳定运行半年多时间。达到稳定可靠,节能减排的最终目标。
刘丽文[7]（2014）在《麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计》文中研究说明侧载螺旋弹簧对于解决麦弗逊悬架减震器上端安装点处的侧向载荷及保证乘车舒适性问题至关重要，但其作为德国的一种专利产品，在国内尚未确立完善的设计计算方法。因此本文基于此问题在ANSYS有限元分析软件上实现了麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧的计算机辅助设计，即侧载螺旋弹簧的参数化建模及优化，并利用VisualBasic语言对ANSYS软件进行二次开发，在减轻侧载螺旋弹簧设计计算工作量的同时为ANSYS软件的使用者提供便利。首先，简述麦弗逊式悬架的结构形式并对悬架系统进行受力分析，发现麦弗逊式悬架中的侧向载荷对减震器活塞杆会造成损害，而普通圆柱螺旋弹簧作为弹性元件又难以缓冲此种侧向载荷。通过对比国内外在此问题上的多种解决方案，判断出以侧载螺旋弹簧替代普通圆柱形螺旋弹簧的可行性并决定以侧载螺旋弹簧作为本文研究对象。其次，在有限元分析软件ANSYS中利用APDL参数化设计语言实现参数化的侧载螺旋弹簧优化设计全过程，其中包括参数化建模、加载求解、后处理及优化。同时考虑到侧载螺旋弹簧的复杂结构形式必然造成该弹簧有限元分析过程及后续优化过程的计算规模庞大和耗用时间过长等问题，因此对划分网格的选取进行了必要的研究。最后，利用VB软件所能提供的可视化的参数输入界面，结合已编写的螺旋弹簧有限元分析APDL命令流文件，通过在可视化界面上输入特定的参数值及点击相应的按钮，自动完成螺旋弹簧的有限元分析全过程。之后，在VB软件的结果后处理界面提取ANSYS软件的计算结果数据，得到最优设计参数。此程序适用于分析不同结构参数，不同加载状况下的多种设计方案，极大的提升分析效率，降低分析成本，具有工程实际意义。
杨周[8]（2010）在《非正态分布参数的机械构件的可靠性灵敏度与可靠性稳健设计》文中指出机械结构的安全可靠是通过设计、生产和管理来实现的,设计决定着产品的固有可靠性,可见设计对产品质量有着重要的贡献率,可赋予产品先天优劣本质特性。在实际工程中,由于结构中存在各种不确定因素,如结构所承受的载荷、结构参数（材料、几何尺寸等）都具有随机性,导致了具有随机参数的随机结构,可见研究随机结构的可靠性问题具有十分重要的意义。另外,可靠性研究可以帮助工程设计人员合理地建立结构的安全容限和控制随机参数对结构安全的影响,使结构的预测工作性能与实际工作性能更加符合,并且可靠性研究能够得到具有足够的可靠性和经济性的优化结构。结构的可靠性作为产品质量的主要指标和最重要的技术指标之一,受到国内外的普遍重视,因此结构可靠性理论和设计方法研究得到了迅速发展。机械结构的可靠性灵敏度设计,是在可靠性基础上进行结构的灵敏度设计,可以评价设计参数的改变对结构可靠性的影响,即结构可靠性对设计参数变异的敏感性。可靠性灵敏度分析在可靠性设计和修改、可靠性优化设计、可靠性维护等方面均有重要的应用。目前可靠性灵敏度的计算方法很多,通常在可靠性的分析方法基础上都可以进行可靠性灵敏度设计。机械结构的可靠性稳健设计是在可靠性优化设计理论的基础上的一种低成本和高质量的设计方法,是把可靠性优化设计与可靠性灵敏度设计相融合的一种工程设计方法。它的基本思想是当设计参数发生微小的变差时,在制造或使用中都能保证产品质量的稳健性要求。因此,可靠性稳健设计方法的研究在机械结构的可靠性设计领域具有非常重要的意义。本文针对非正态分布参数的机械构件的可靠性灵敏度与可靠性稳健设计进行了研究,采用随机摄动方法、四阶矩技术、灵敏度分析方法,建立以四阶矩技术为基础的可靠性灵敏度分析方法,并通过数值算例与Edgeworth级数法、Monte Carlo方法进行比较,证明了所研究方法的设计实用性,给出了可靠性灵敏度的变化规律,研究了设计参数的改变对机械构件的可靠性的影响。本文共分为八章,主要研究内容如下：第1章,对课题来源、选题依据和背景、主要研究内容、课题的学术理论意义和实际应用价值等进行了论述,阐述了可靠性的发展历程以及可靠性灵敏度、可靠性稳健设计的研究现状。第2章,主要概述了机械构件可靠性设计的常用方法,列举了可靠性设计所涉及的基本数学理论,针对随机参数服从任意分布的情况进行研究,采用随机摄动方法和四阶矩技术等,提出了以四阶矩技术为基础的可靠性设计方法,并通过数值算例与Monte Carlo方法、Edgeworth级数法进行比较,证明了所研究方法的有效性与实用性。第3章,阐述了目前可靠性灵敏度的设计方法,在本文所提出的四阶矩可靠性设计方法的基础上,提出了基于四阶矩技术的可靠性灵敏度设计方法,通过数值算例结果与Edgeworth级数法结果进行比较,证明了所提方法的有效性,得到了机械构件的随机参数对可靠性的影响规律,研究了设计参数的改变对机械构件的可靠性的影响。第4章,基于机械构件的工程优化模型、可靠性优化方法、灵敏度分析方法和稳健设计理论,研究了基于四阶矩技术的非正态分布参数的机械构件的可靠性稳健设计方法,并与一般优化设计方法进行比较,证明了通过本文提出的可靠性稳健设计方法的实用有效性。第5章,论述了相关系数可靠性灵敏度设计方法,提出了相关系数量值的选取原则,给出了随机参数之间相关程度的判别依据,并且通过数值算例说明,根据此理论原则是获取随机参数的相关系数量值既简便又有效的途径。第6章,对航空发动机涡轮盘进行可靠性灵敏度设计,利用ISIGHT集成PRO/E、PATRAN/NASTRAN进行应力应变的分析。采用三维建模软件PRO/E和有限元软件PATRAN对涡轮盘进行了确定性静应力分析。利用结构可靠性分析软件NESSUS建立与PRO/E和PATRAN的接口技术,进行可靠度和可靠性灵敏度的计算与分析。再者,采用神经网络拟合技术,得到应力极限状态方程的显式表达式,而后应用摄动可靠性方法进行了发动机涡轮盘的可靠度和可靠性灵敏度的计算与分析,并与NESSUS可靠度和可靠性灵敏度分析结果进行了对比,对两种方法的分析结果进行了有效的相互验证。第7章,对两类可靠性实用软件库（①车辆零部件可靠性设计实用软件库（登记号：2009SR06661）②机械基础件可靠性设计实用软件库（登记号：2009SR06662））的研制开发做了简述,对软件的使用操作做了简单介绍。第8章,对本文的研究内容做了概括总结,并对课题的今后工作做了进一步的展望。
杨峰[9]（2009）在《汽车悬架螺旋弹簧的优化设计及CAE研究》文中进行了进一步梳理螺旋弹簧作为汽车悬架系统的重要零件,对汽车的运行性能有着重要的影响。近年来,国内、外在螺旋弹簧的理论研究和工艺技术方面都有很大的发展。随着科学技术的发展和工程应用需求的提高,新类型的弹簧也在不断地出现。本文针对我国目前螺旋弹簧的产业现状与制造水平,结合某弹簧有限公司的生产实际,对螺旋弹簧的参数化建模、几何参数设计及其优化、弹簧刚度、应力等方面采用理论法、实验法及CAE分析进行了综合研究,以期获得螺旋弹簧合理的设计方法,提高螺旋弹簧的CAE研究水平。首先综述了弹簧的基本性能参数。其次,在ANSYS中进行软件的二次开发,实现了螺旋弹簧的参数化建模。另外,通过对螺旋弹簧进行受力分析以及CAE分析,解释了螺旋弹簧的最大应力随螺旋角变化而转移的现象,提出了临界螺旋角的概念,从而得出了螺旋弹簧的应力分布及易断裂位置。最后,介绍了最优化理论,多目标规划的基本理论以及遗传算法基本理论,鉴于螺旋弹簧的发展正趋近于轻量化,建立了螺旋弹簧的优化数学模型,应用遗传算法对螺旋弹簧进行了优化仿真。
柳江[10]（2007）在《基于虚拟样机技术悬架系统性能分析和优化设计》文中指出车辆悬架系统设计中,弹簧减振器等主要元件的力学特性及其匹配对车辆性能的影响至关重要,由于悬架系统结构、载荷和工况的多变性,使得基于物理样机的设计方法难以适应日益严格的悬架系统设计要求。随着CAD/CAM/CAE技术的逐步成熟,虚拟样机、虚拟试验技术被广泛地应用于汽车产品开发之中。因此,本文结合上海汽车工业科技发展基金项目,针对轿车中广泛采用的麦弗逊式悬架典型实例,进行了“基于虚拟样机技术悬架系统性能分析和优化设计”的研究。以桑塔纳2000车型为例,充分考虑弹簧刚度特性、减振器阻尼特性、橡胶衬套和减振器缓冲块等橡胶元件的非线性特性,在多体系统动力学软件ADAMS建立麦弗逊式前悬架精细模型,并进行运动学仿真,分析了不同工况下前轮定位参数的变化。仿真结果与试验数据进行了对比,验证了所建悬架系统模型的有效性。在此基础上分析了麦弗逊式悬架的侧载问题,提出悬架弹簧的优化设计目标。在麦弗逊式前悬架系统精细建模的基础上建立整车系统多体动力学模型,进行正弦扫描和随机路谱输入的整车平顺性仿真,并对随机路谱输入下的车身加速度功率谱密度进行试验验证,进而研究悬架系统中弹性/非线性元件特性（包括弹簧垂向刚度、减振器阻尼、衬套刚度等）对整车行驶平顺性、悬架导向机构对前轮定位参数及操纵稳定性的影响,以确定悬架系统各主要元件的设计要求。针对麦弗逊式悬架系统中的螺旋弹簧元件,在不等曲率弯曲螺旋弹簧理论设计研究的基础上,结合车辆系统动力学仿真和有限元分析,提出一种基于虚拟样机技术的优化设计方法,并进行了实例优化和试验验证。该方法采用自顶向下的设计思路,从提高整车平顺性和操纵稳定性、延长减振器使用寿命、降低弹簧元件生产成本等性能要求出发,提出悬架系统的性能要求;根据悬架系统性能要求,对悬架系统主要元件如弹簧、减振器等提出元件设计的性能要求;针对其中的弹簧元件,以中心线不等曲率弯曲螺旋弹簧代替原有的普通螺旋弹簧,在元件特性研究的基础上将传统的多目标优化和有限元仿真结合起来进行弹簧结构的优化设计,获得了期望的弹簧中心线方程和主要结构参数;弹簧试制后进行台架试验,获得的弹簧刚度特性引入到整车系统动力学模型中,仿真结果表明:减振器的侧载显着降低;弹簧试件装车后进行整车平顺性试验并与原系统试验数据进行对比,检验了优化设计结果对整车行驶平顺性的改善效果。不等曲率弯曲的螺旋弹簧可以有效解决麦弗逊悬架的侧载问题,然而,由于这种螺旋弹簧压缩过程十分复杂,其变形机理和刚度特性需要进行全面的研究。因此,本文在有限元分析软件ANSYS基础上二次开发了螺旋弹簧性能分析和结构设计软件包,研究了簧丝直径、弹簧中径、有效圈数、自由高度和弹簧细长比等主要结构参数对不等曲率弯曲螺旋弹簧性能的影响,在此基础上探讨其设计原则。采用ZwickZ050弹簧测力机,进行了5组不同结构参数的复杂结构螺旋弹簧性能试验,弹簧的垂向刚度特性和侧向力特性与仿真结果吻合较好,侧向力特性试验数据间的比较也验证了中心线不等曲率弯曲螺旋弹簧的设计原则。
二、圆柱形扭转螺旋弹簧的可靠性优化设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、圆柱形扭转螺旋弹簧的可靠性优化设计（论文提纲范文）
（1）承载可调节准零刚度隔振器设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 倾斜弹簧式隔振系统 |
| 1.2.2 欧拉屈曲杆式隔振系统 |
| 1.2.3 水平弹簧连杆式隔振系统 |
| 1.2.4 滚珠球式隔振系统 |
| 1.2.5 磁力式隔振系统 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 准零刚度隔振器负刚度单元研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 并联式准零刚度隔振器机理 |
| 2.3 碟形弹簧静力学特性研究 |
| 2.3.1 碟形弹簧结构特性 |
| 2.3.2 碟形弹簧串联特性 |
| 2.3.3 负刚度碟形弹簧设计 |
| 2.3.4 碟形弹簧有限元计算分析 |
| 2.4 非标碟形弹簧静力学特性研究 |
| 2.4.1 开槽方式对碟形弹簧静力学特性影响 |
| 2.4.2 Dm对碟形弹簧静力学特性影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 非标开口碟簧准零刚度系统建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非线性橡胶正刚度弹簧原件设计分析 |
| 3.2.1 圆柱橡胶簧尺寸设计 |
| 3.2.2 方形橡胶簧尺寸设计 |
| 3.2.3 橡胶簧有限元分析 |
| 3.3 中心槽尺寸对准零刚度系统隔振性能分析 |
| 3.4 准零刚度系统位移载荷特性曲线拟合分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 开口碟簧型准零刚度系统动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 谐波平衡法 |
| 4.3 准零刚度系统位移载荷曲线拟合 |
| 4.4 单自由度线性隔振系统隔振分析 |
| 4.5 单自由度准零刚度隔振系统隔振理论分析 |
| 4.6 单自由度准零刚度隔振系统隔振效率分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 可调节式准零刚度系统结构设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 倾斜弹簧调节机构静力学特性研究 |
| 5.3 承载可调节式准零刚度系统三维模型设计 |
| 5.3.1 承载可调节式准零刚度系统关键零部件 |
| 5.3.2 承载可调节式准零刚度系统三维模型 |
| 5.4 承载可调节式低刚度系统负刚度并联分析 |
| 5.4.1 负刚度并联系统有限元建模 |
| 5.4.2 变负刚度系统刚度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）重载货车转向架弹簧服役安全性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 螺旋弹簧的疲劳安全性研究 |
| 1.2.2 螺旋弹簧设计研究 |
| 1.2.3 结构可靠性研究 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 本文技术路线 |
| 2 弹簧稳健性设计 |
| 2.1 弹簧作用及特征 |
| 2.1.1 弹簧的作用 |
| 2.1.2 弹簧的几何参数 |
| 2.1.3 弹簧计算公式 |
| 2.1.4 转K6 型转向架摇枕弹簧组受力分析 |
| 2.2 稳健性设计模型建立 |
| 2.2.1 稳健性设计 |
| 2.2.2 基于刚度的稳健模型 |
| 2.2.3 基于疲劳强度的稳健性设计 |
| 2.2.4 综合性能指标的稳健性模型 |
| 2.3 稳健设计模型分析方法 |
| 2.3.1 试验设计方法 |
| 2.3.2 最优拉丁超立方设计 |
| 2.3.3 贡献率 |
| 2.4 弹簧稳健性设计算例分析 |
| 2.4.1 稳健设计模型求解 |
| 2.4.2 单性能指标稳健模型的贡献率 |
| 2.4.3 综合性能指标贡献率 |
| 2.4.4 簧条直径贡献率零点分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 摇枕弹簧强度退化模型的建立 |
| 3.1 60Si2CrVAT弹簧钢的γ-P-S-N曲线 |
| 3.1.1 疲劳试验条件 |
| 3.1.2 材料疲劳极限测定方法 |
| 3.1.3 试验测定结果及数据处理 |
| 3.2 弹簧P-S-N曲线 |
| 3.2.1 弹簧疲劳强度影响因素 |
| 3.2.2 弹簧疲劳强度 |
| 3.3 弹簧强度退化模型建立 |
| 3.4 基于P-S-N曲线的参数估计 |
| 3.4.1 参数估计方法 |
| 3.4.2 弹簧材料强度退化模型参数估计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于载荷谱的弹簧动态可靠性灵敏度分析 |
| 4.1 基于载荷谱动态可靠性模型建立 |
| 4.1.1 可靠性设计原理 |
| 4.1.2 弹簧等效应力计算 |
| 4.1.3 动态可靠性模型建立 |
| 4.2 可靠性灵敏度分析方法 |
| 4.2.1 蒙特卡洛数值模拟法 |
| 4.2.2 近似解析法 |
| 4.2.3 可靠性设计摄动法、四阶矩法 |
| 4.2.4 可靠性灵敏度分析 |
| 4.3 摇枕弹簧可靠性灵敏度分析 |
| 4.3.1 基于实测载荷谱可靠性分析 |
| 4.3.2 可靠性及灵敏性分析 |
| 4.3.3 基于AAR载荷谱可靠性分析 |
| 4.4 模型简化 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 摇枕弹簧系统可靠性 |
| 5.1 弹簧系统可靠性模型 |
| 5.1.1 三种基本系统可靠性模型 |
| 5.1.2 摇枕弹簧系统性质 |
| 5.1.3 摇枕弹簧系统模型 |
| 5.2 考虑故障弹簧组系统可靠性 |
| 5.2.1 弹簧组系统的故障 |
| 5.2.2 带故障系统可靠性计算方法 |
| 5.2.3 带故障弹簧系统可靠性 |
| 5.3 摇枕弹簧的检修 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（3）单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 汽车轻量化现状 |
| 1.1.2 复合材料概述 |
| 1.2 螺旋弹簧的研究现状 |
| 1.2.1 金属螺旋弹簧的研究现状 |
| 1.2.2 复合材料螺旋弹簧的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 复合材料各向异性弹性力学基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 各向异性弹性力学基本方程 |
| 2.2.1 单弹性对称面的材料 |
| 2.2.2 正交各向异性材料 |
| 2.2.3 横观各向同性材料 |
| 2.2.4 单向层压复合材料弹性常数计算 |
| 2.3 圆形截面材料圆柱形螺旋弹簧的受力分析 |
| 2.4 圆柱形螺旋弹簧刚度理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料螺旋弹簧的结构 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.3.1 弹性常数的输入 |
| 3.3.2 单元网格划分 |
| 3.3.3 边界条件的设定 |
| 3.4 不同螺距螺旋弹簧的仿真分析 |
| 3.4.1 不同螺距螺旋弹簧的有限元模型 |
| 3.4.2 螺距对螺旋弹簧刚度的影响 |
| 3.4.3 不同螺距弹簧簧丝横向应力-应变分析 |
| 3.4.4 不同螺距弹簧簧丝轴向应力-应变分析 |
| 3.4.5 不同螺距弹簧簧丝轴向的失效判断 |
| 3.5 不同中径螺旋弹簧的有限元分析 |
| 3.5.1 不同中径螺旋弹簧的有限元模型 |
| 3.5.2 中径对复合材料螺旋弹簧刚度的影响 |
| 3.5.3 不同中径弹簧簧丝横向应力-应变分析 |
| 3.5.4 不同中径弹簧簧丝轴向应力-应变分析 |
| 3.5.5 不同中径弹簧簧丝轴向的失效判断 |
| 3.6 螺旋弹簧结构参数交互作用 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.3 试样的制备 |
| 4.4 纤维体积分数的计算 |
| 4.5 螺旋弹簧压缩性能测试 |
| 4.6 螺旋弹簧的刚度分析 |
| 4.7 最大压缩量下弹簧性能分析 |
| 4.8 螺旋弹簧簧丝横向剪切测试 |
| 4.9 螺旋弹簧横向剪切应力-应变分析 |
| 4.10 螺旋弹簧簧丝轴向的拉伸测试 |
| 4.11 螺旋弹簧簧丝轴向应力-应变分析 |
| 4.12 拉伸断口的微观分析 |
| 4.13 本章小结 |
| 第5章 单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的性能提升 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿生簧丝结构簧螺旋弹簧的性能分析 |
| 5.2.1 仿生结构 |
| 5.2.2 复合材料螺旋弹簧的制作 |
| 5.2.3 实验样件与测试 |
| 5.2.4 压缩性能分析 |
| 5.2.5 复合材料螺旋弹簧的失效模式 |
| 5.3 添加纳米二氧化硅螺旋弹簧的性能分析 |
| 5.3.1 实验材料 |
| 5.3.2 试样制备 |
| 5.3.3 试验样件与测试 |
| 5.3.4 螺旋弹簧的刚度分析 |
| 5.3.5 螺旋弹簧的疲劳分析 |
| 5.3.6 微观界面分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的主要成果 |
| 致谢 |
（4）机加工弹簧性能分析及其加工工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 圆柱弹簧国内外研究现状 |
| 1.2.1 圆形截面弹簧的研究进展 |
| 1.2.2 矩形截面弹簧的研究进展 |
| 1.2.3 圆柱螺旋弹簧性能研究进展 |
| 1.2.4 机加工弹簧的研究与应用 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 机加工弹簧静态变形性能分析 |
| 2.1 圆柱螺旋弹簧刚度理论 |
| 2.1.1 轴向刚度理论 |
| 2.1.2 矩形截面弹簧横向刚度理论 |
| 2.2 机加工弹簧刚度仿真模型的建立 |
| 2.2.1 有限元理论 |
| 2.2.2 参数化有限元分析模型 |
| 2.3 机加工弹簧刚度仿真研究 |
| 2.3.1 单螺旋线机加工弹簧轴向刚度仿真分析 |
| 2.3.2 双螺旋线机加工弹簧刚度仿真分析 |
| 2.3.3 机加工弹簧横向刚度仿真分析 |
| 2.4 机加工弹簧轴向压缩稳定性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 机加工弹簧静压强度研究 |
| 3.1 机加工弹簧力学分析 |
| 3.2 应力分布状况有限元分析 |
| 3.2.1 螺旋槽端应力集中现象 |
| 3.2.2 机加工弹簧基本参数与应力集中的关系 |
| 3.2.3 应力释放孔的研究与设计 |
| 3.3 无应力集中下的最大等效应力分析 |
| 3.3.1 强度理论 |
| 3.3.2 机加工弹簧强度校核理论推导 |
| 3.3.3 理论值计算公式的验证 |
| 3.4 无应力集中下的等效应力仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 某型机加工弹簧的设计与动力学特性分析 |
| 4.1 用于某型号斯特林制冷机的机加工弹簧特例需求 |
| 4.2 弹簧整体结构的设计分析 |
| 4.3 疲劳强度分析 |
| 4.3.1 疲劳失效机理 |
| 4.3.2 疲劳强度寿命曲线 |
| 4.3.3 影响疲劳强度的因素 |
| 4.3.4 疲劳仿真分析 |
| 4.4 公差与粗糙度的确定 |
| 4.5 机加工弹簧谐响应分析 |
| 4.5.1 谐响应分析理论 |
| 4.5.2 谐响应分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 机加工弹簧加工工艺研究与相关实验 |
| 5.1 机加工弹簧加工工艺研究 |
| 5.1.1 加工方法的探讨 |
| 5.1.2 采用车铣复合加工的研究 |
| 5.1.3 采用激光切割加工的研究 |
| 5.1.4 其他加工方式 |
| 5.2 热处理工艺与表面强化工艺研究 |
| 5.2.1 热处理工艺 |
| 5.2.2 弹簧的强化工艺 |
| 5.3 试验件实验验证与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究内容总结 |
| 6.2 课题研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）碳纤维复合材料螺旋弹簧的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 螺旋弹簧的研究背景 |
| 1.1.1 金属弹簧 |
| 1.1.2 复合材料弹簧 |
| 1.2 复合材料制备工艺 |
| 1.2.1 传统制备工艺 |
| 1.2.2 RTM工艺概述 |
| 1.2.3 VARI工艺概述 |
| 1.2.4 新型VARI一体成型制备工艺 |
| 1.3 纺织结构复合材料 |
| 1.4 研究复合材料螺旋弹簧的意义 |
| 1.5 本文研究的内容 |
| 1.6 研究的创新点 |
| 第二章 复合材料螺旋弹簧的设计和制备 |
| 2.1 复合材料螺旋弹簧的设计 |
| 2.1.1 复合材料螺旋弹簧的基本参数 |
| 2.1.2 复合材料弹簧增强体结构的制备 |
| 2.1.3 复合材料螺旋弹簧模具的设计 |
| 2.2 复合材料螺旋弹簧的制备方法 |
| 2.2.1 实验原料和仪器 |
| 2.2.2 实验前准备及注意事项 |
| 2.2.3 复合材料杆件及螺旋弹簧的制备 |
| 2.2.4 弹簧纤维体积含量的验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 复合材料螺旋弹簧性能测试与结果分析 |
| 3.1 测试方法 |
| 3.1.1 复合材料杆件的扭转测试 |
| 3.1.2 复合材料弹簧的压缩测试 |
| 3.1.3 复合材料螺旋弹簧的回弹性测试 |
| 3.2 复合材料螺旋弹簧的测试结果与性能研究 |
| 3.2.1 复合材料杆件的扭转性能与分析 |
| 3.2.2 复合材料螺旋弹簧的压缩性能与分析 |
| 3.2.3 复合材料螺旋弹簧的回弹性能与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 复合材料螺旋弹簧有限元模型建立及数值分析 |
| 4.1 几何模型的建立 |
| 4.1.1 坐标变换原理 |
| 4.1.2 平行结构几何模型 |
| 4.1.3 多股结构几何模型 |
| 4.1.4 编织结构单胞模型 |
| 4.2 材料本构 |
| 4.3 有限元模型建立 |
| 4.3.1 有限元模型 |
| 4.3.2 模态分析 |
| 4.4 有限元数值分析 |
| 4.4.1 模型准确性分析 |
| 4.4.2 复合材料螺旋弹簧压缩过程应力云图 |
| 4.4.3 复合材料螺旋弹簧横截面应力 |
| 4.4.4 复合材料螺旋弹簧的角度-应力曲线 |
| 4.4.5 复合材料螺旋弹簧的弹簧常量变化规律分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位取得的成果 |
| 致谢 |
（6）汽车悬架异形螺旋弹簧疲劳试验装备研制及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内弹簧试验装备现状分析 |
| 1.3 国外弹簧试验机现状分析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 汽车悬架异形螺旋弹簧分析 |
| 2.1 某车型悬架异形螺旋弹簧几何形状分析 |
| 2.2 某车型悬架异形螺旋弹簧刚度分析 |
| 2.3 某车型悬架异形螺旋弹簧刚度试验验证 |
| 2.4 汽车悬架异形螺旋弹簧运动分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 主机整体结构设计及运动仿真分析 |
| 3.1 主机技术指标 |
| 3.2 主机整体结构设计 |
| 3.3 主机整体结构运动仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 关键零部件设计及计算校核 |
| 4.1 关键零部件结构设计 |
| 4.2 横梁移动机构计算校核 |
| 4.3 传感器选择 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电气控制和软件系统 |
| 5.1 电气控制设计 |
| 5.2 软件系统 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 试验装备疲劳试验验证 |
| 6.1 疲劳试验准备 |
| 6.2 疲劳试验验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（7）麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 简述麦弗逊式悬架的结构及特点 |
| 1.2 侧向载荷解决方案 |
| 1.3 本课题研究重点 |
| 第2章 侧载螺旋弹簧设计理论 |
| 2.1 麦弗逊式悬架静力学分析 |
| 2.2 侧载螺旋弹簧的结构原理及工作原理 |
| 2.3 建立螺旋弹簧参数化模型 |
| 2.3.1 侧载螺旋弹簧结构的逆向分析 |
| 2.3.2 普通圆柱形螺旋弹簧的参数化建模 |
| 2.3.3 侧载螺旋弹簧的参数化建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 侧载螺旋弹簧的有限元分析 |
| 3.1 圆柱形螺旋弹簧的理论计算 |
| 3.1.1 螺旋弹簧横截面上的受力分析 |
| 3.1.2 密圈螺旋弹簧最大剪应力与刚度计算 |
| 3.2 圆柱形螺旋弹簧的有限元分析 |
| 3.2.1 解析模型 |
| 3.2.2 解析结果与考察 |
| 3.3 侧载螺旋弹簧的有限元分析 |
| 3.3.1 有限元模型建立 |
| 3.3.2 加载求解 |
| 3.3.3 仿真结果分析 |
| 3.3.4 弹簧座中的支反力 |
| 3.4 侧载螺旋弹簧的优化设计 |
| 3.4.1 ADAMS/CAR 悬架转向系统运动学仿真 |
| 3.4.2 侧载螺旋弹簧的优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 侧载螺旋弹簧有限元分析程序开发 |
| 4.1 基于 VB 软件的 ANSYS 二次开发 |
| 4.1.1 开发流程及原理 |
| 4.1.2 参数化文件的形成 |
| 4.2 VB 封装调用 ANSYS |
| 4.2.1 封装数据文件 |
| 4.2.2 VB 调用 ANSYS 的实现方法 |
| 4.2.3 检测调用情况 |
| 4.2.4 ANSYS 结果输出 |
| 4.2.5 VB 提取查看输出结果 |
| 4.3 工作界面及计算实例 |
| 4.3.1 用户界面前处理 |
| 4.3.2 参数化螺旋弹簧的有限元分析程序 |
| 4.3.3 结果显示 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）非正态分布参数的机械构件的可靠性灵敏度与可靠性稳健设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 国内外可靠性研究的发展历程 |
| 1.2 可靠性灵敏度设计研究的现状 |
| 1.3 可靠性稳健设计研究的现状 |
| 1.4 课题来源、选题依据和背景情况 |
| 1.5 课题理论意义和实际应用价值 |
| 1.6 课题主要研究内容 |
| 第2章 机械构件的可靠性设计理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数学理论 |
| 2.2.1 Kronecker积 |
| 2.2.2 常用矩阵 |
| 2.2.3 矩阵微分 |
| 2.2.4 偏度和峰度 |
| 2.3 机械构件可靠性设计的常用方法 |
| 2.4 基本随机参量数字特征的确定 |
| 2.5 可靠性摄动理论 |
| 2.5.1 正态分布参数的可靠性设计 |
| 2.5.2 非正态分布参数的可靠性设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 机械构件的可靠性灵敏度设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械构件的可靠性灵敏度设计 |
| 3.2.1 正态分布参数的可靠性灵敏度设计 |
| 3.2.2 任意分布参数的可靠性灵敏度设计 |
| 3.3 任意分布参数的法兰的可靠性灵敏度设计实例 |
| 3.3.1 法兰的力学模型 |
| 3.3.2 法兰的数值算例 |
| 3.4 任意分布参数的螺旋管簧的可靠性灵敏度设计 |
| 3.4.1 螺旋管簧的力学模型 |
| 3.4.2 螺旋管簧的数值算例 |
| 3.5 任意分布参数的扭杆的可靠性灵敏度设计 |
| 3.5.1 扭杆的力学模型 |
| 3.5.2 扭杆的可靠性灵敏度设计 |
| 3.6 任意分布参数的螺栓的可靠性灵敏度设计 |
| 3.6.1 螺栓的力学模型 |
| 3.6.2 螺栓的数值算例 |
| 3.7 任意分布参数的连杆的可靠性灵敏度设计 |
| 3.7.1 连杆的力学模型 |
| 3.7.2 连杆的数值算例 |
| 3.8 任意分布参数的后桥壳的可靠性灵敏度设计 |
| 3.8.1 后桥壳的力学模型 |
| 3.8.2 后桥壳的数值算例 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 机械构件的可靠性稳健设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 可靠性优化设计 |
| 4.3 可靠性稳健设计 |
| 4.4 螺旋弹簧的可靠性稳健设计实例 |
| 4.4.1 螺旋弹簧的力学模型 |
| 4.4.2 螺旋弹簧的算例 |
| 4.5 钢板弹簧的可靠性稳健设计 |
| 4.5.1 钢板弹簧的力学模型 |
| 4.5.2 钢板弹簧的算例 |
| 4.6 齿轮的可靠性稳健设计 |
| 4.6.1 基于齿面接触强度的力学模型 |
| 4.6.2 基于齿根弯曲强度的力学模型 |
| 4.6.3 齿轮可靠性稳健设计数值算例 |
| 4.7 前轴的可靠性稳健设计 |
| 4.7.1 前轴的力学模型 |
| 4.7.2 前轴的数值算例 |
| 4.8 半轴的可靠性稳健设计 |
| 4.8.1 半轴的力学模型 |
| 4.8.2 单受扭矩作用的半轴可靠性稳健设计 |
| 4.8.3 受弯扭组合作用的半轴的可靠性稳健设计 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 基于可靠性灵敏度确定结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相关系数的可靠性灵敏度 |
| 5.3 螺旋管簧的相关系数灵敏度分析 |
| 5.4 拉杆的随机变量间相关系数灵敏度分析 |
| 5.5 结构的随机变量间相关系数灵敏度分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 涡轮盘的可靠性灵敏度设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 涡轮盘的参数化建模 |
| 6.3 边界条件 |
| 6.4 有限元计算结果分析 |
| 6.5 涡轮盘的可靠性灵敏度设计 |
| 6.5.1 NESSUS可靠性分析流程 |
| 6.5.2 涡轮盘的NESSUS可靠性灵敏度分析实例 |
| 6.5.3 ISIGHT集成有限元的计算 |
| 6.6 神经网络技术 |
| 6.7 涡轮盘的摄动可靠性灵敏度设计 |
| 6.8 本章结论 |
| 第7章 可靠性设计实用软件开发 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 机械基础件可靠性设计实用软件库的特点说明 |
| 7.2.1 硬件环境和软件库环境 |
| 7.2.2 软件版本 |
| 7.2.3 软件介绍 |
| 7.3 软件菜单介绍 |
| 7.3.1 机械基础件软件菜单介绍 |
| 7.3.2 车辆零部件软件菜单介绍 |
| 7.4 软件操作流程介绍 |
| 第8章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 作者简介 |
| 附录B 攻读博士期间获得荣誉与奖励 |
| 附录C 攻读博士期间参加的科研项目 |
| 附录D 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 附录E 攻读博士期间申请的软件着作权 |
（9）汽车悬架螺旋弹簧的优化设计及CAE研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 汽车悬架系统的作用 |
| 1.2 国内、外汽车螺旋弹簧的现状与发展 |
| 1.3 汽车悬架弹簧未来发展趋势 |
| 1.4 课题研究的意义 |
| 1.5 论文主要内容与创新性成果 |
| 第2章 弹簧的基本性能及综述 |
| 2.1 弹簧的基本性能和材料 |
| 2.1.1 弹簧的基本性能 |
| 2.1.1.1 弹簧的特性线和弹簧的刚度 |
| 2.1.1.2 弹簧的变形能 |
| 2.1.1.3 弹簧的自振频率 |
| 2.1.1.4 弹簧系统受迫振动的振幅 |
| 2.1.2 弹簧的材料 |
| 2.2 弹簧的疲劳强度 |
| 2.2.1 变应力的类型和特性 |
| 2.2.2 疲劳失效机理概述 |
| 2.2.2.1 变应力作用下金属的滑移及疲劳裂纹成核 |
| 2.2.2.2 疲劳裂纹的扩展及材料的断裂 |
| 2.2.3 疲劳曲线(S-N曲线) |
| 2.2.4 影响弹簧疲劳强度的因素 |
| 2.2.4.1 屈服强度 |
| 2.2.4.2 表面状态 |
| 2.2.4.3 尺寸效应 |
| 2.2.4.4 冶金缺陷 |
| 2.2.4.5 腐蚀介质 |
| 2.2.4.6 温度 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 汽车悬架螺旋弹簧的几何建模 |
| 3.1 CAD技术的发展及概况 |
| 3.2 螺旋弹簧的三维建模 |
| 3.2.1 在SolidWorks中完成螺旋弹簧 |
| 3.2.2 螺旋弹簧的参数化建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 汽车悬架螺旋弹簧的有限元分析 |
| 4.1 螺旋弹簧的理论计算 |
| 4.1.1 受轴向载荷作用时，螺旋弹簧截面的受力分析 |
| 4.1.2 受轴向载荷作用时，螺旋弹簧的应力分析 |
| 4.1.3 受轴向载荷作用时，螺旋弹簧斜截面的应力分析 |
| 4.2 有限元理论介绍 |
| 4.3 计算机辅助工程(CAE)概况 |
| 4.4 非线性分析基本理论 |
| 4.5 螺旋弹簧CAE分析 |
| 4.5.1 螺旋弹簧的有限元分析步骤 |
| 4.5.2 螺旋弹簧前处理 |
| 4.5.3 分析结果 |
| 4.6 实验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 汽车悬架螺旋弹簧的优化设计 |
| 5.1 最优化理论 |
| 5.1.1 最优化问题的基本概念及分类 |
| 5.1.2 多目标规划的基本理论与方法 |
| 5.2 汽车悬架螺旋弹簧的优化设计 |
| 5.2.1 优化的数学模型的建立 |
| 5.2.2 遗传算法理论简介 |
| 5.2.2.1 遗传算法的发展 |
| 5.2.2.2 遗传算法的特点 |
| 5.2.2.3 遗传算法的基本操作 |
| 5.2.2.4 多目标优化问题的遗传算法 |
| 5.2.3 优化仿真分析 |
| 5.2.4 优化结果 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录 (部分命令流) |
（10）基于虚拟样机技术悬架系统性能分析和优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 车辆悬架系统的发展及研究现状 |
| 1.2 虚拟样机技术在悬架系统设计中的应用 |
| 1.3 优化设计方法 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 前悬架系统建模与仿真分析 |
| 2.1 前悬架系统精细建模 |
| 2.2 前悬架系统运动学仿真分析 |
| 2.3 麦弗逊悬架侧载分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 元件特性对悬架系统性能的影响 |
| 3.1 整车系统建模及平顺性分析 |
| 3.2 弹簧刚度特性的影响 |
| 3.3 阻尼系数的影响 |
| 3.4 衬套弹性特性的影响 |
| 3.5 导向机构几何尺寸的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 悬架螺旋弹簧优化设计 |
| 4.1 不等曲率弯曲螺旋弹簧理论设计 |
| 4.2 基于虚拟样机的优化设计方法 |
| 4.3 有限元模型验证 |
| 4.4 优化设计实例 |
| 4.5 试验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 不等曲率弯曲螺旋弹簧力学特性有限元分析 |
| 5.1 螺旋弹簧有限元分析软件包 |
| 5.2 簧丝直径的影响 |
| 5.3 有效圈数的影响 |
| 5.4 弹簧中径的影响 |
| 5.5 自由高度的影响 |
| 5.6 细长比的影响 |
| 5.7 试验验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 1. 本文研究的创新点 |
| 2. 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
四、圆柱形扭转螺旋弹簧的可靠性优化设计（论文参考文献）
- [1]承载可调节准零刚度隔振器设计与分析[D]. 蔡世成. 大连理工大学, 2021
- [2]重载货车转向架弹簧服役安全性研究[D]. 辛俊胜. 兰州交通大学, 2021(01)
- [3]单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟与实验研究[D]. 孙延标. 吉林大学, 2020(08)
- [4]机加工弹簧性能分析及其加工工艺研究[D]. 王立超. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [5]碳纤维复合材料螺旋弹簧的制备及其性能研究[D]. 陈玲. 天津工业大学, 2020(01)
- [6]汽车悬架异形螺旋弹簧疲劳试验装备研制及应用[D]. 陈积云. 吉林大学, 2019(03)
- [7]麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计[D]. 刘丽文. 燕山大学, 2014(01)
- [8]非正态分布参数的机械构件的可靠性灵敏度与可靠性稳健设计[D]. 杨周. 东北大学, 2010(03)
- [9]汽车悬架螺旋弹簧的优化设计及CAE研究[D]. 杨峰. 西南交通大学, 2009(03)
- [10]基于虚拟样机技术悬架系统性能分析和优化设计[D]. 柳江. 上海交通大学, 2007(06)