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【英文篇名】 |
Design and optimization of automotive composite helical spring |
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【下载频次】 |
★★★★★ |
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【作者】 |
詹博文;
孙凌玉;
黄彬城;
赵冠博;
王倩; |
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【英文作者】 |
ZHAN Bowen;
SUN Lingyu;
HUANG Bincheng;
ZHAO Guanbo;
WANG Qian;
School of Transportation Science and Engineering;
Beijing University of Aeronautics and Astronautics; |
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【作者单位】 |
北京航空航天大学交通科学与工程学院; |
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【文献出处】 |
北京航空航天大学学报
, Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 编辑部邮箱
2018年 07期
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览 ASPT来源刊 CJFD收录刊 |
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【中文关键词】 |
汽车轻量化;
有限元法;
复合材料;
螺旋弹簧;
响应面模型;
优化设计; |
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【英文关键词】 |
automotive light weight;
finite element method;
composite;
helical spring;
response surface model;
optimal design; |
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【摘要】 |
利用复合材料可设计性强和树脂基体轻量化的特点,并解耦材料-结构-性能之间的相互关联,是汽车复合材料结构件设计的难点。螺旋弹簧是汽车悬架系统的主要承载部件,工况复杂,一般采用性能极佳的弹簧钢;若用轻质复合材料替代,必须兼顾安全性与轻量化,设计难度很大。针对上述问题,提出了一种复合材料螺旋弹簧材料-结构-性能集成设计方法。依据弹簧受压缩载荷时,簧丝截面应力分布,确定选择±45°铺层的碳纤维复合材料(CFRP);在满足刚度、强度和安装空间约束条件下,根据复合材料力学和弹簧刚度、强度理论模型,确定初始弹簧几何参数;再进一步利用有限元数值仿真进行校验;将正交实验设计法和有限元数值模拟结合,建立轴向压缩刚度和强度随几何参数变化的响应面模型;采用遗传算法获得满足弹簧性能要求下轻量化效果最佳的设计结果。优化后的复合材料弹簧方案比金属弹簧质量减轻34.4%,为复合材料汽车结构件设计提供了可行的整体解决方案和产品开发实例。 |
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【英文摘要】 |
A major problem in designing automotive structures is how to make full use of the flexible designability of composites and light weight of polymer matrix,and also consider the close connection among the material,structure and properties. Since the helical spring is one of the major load-bearing parts of suspension and subjected to complex loads,it is generally manufactured by spring steel with ultra-high performance. If replaced by lightweight composites,both safety and light weight should be satisfied,whic... |
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【基金】 |
国家自然科学基金(U1664250,51575023);
国家重点研发计划(2016YFB0101606)~~ |
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【更新日期】 |
2018-08-03 |
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【分类号】 |
U463.334.7 |
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【正文快照】 |
网络出版地址:kns.cnki.net/kcms/detail/11.2625.V.20180123.1726.002.html引用格式:詹博文,孙凌玉,黄彬城,等.车用复合材料螺旋弹簧的设计与优化[J].北京航空航天大学学报,2018,44(7):1520-1527.ZHAN B W,SUN L Y,HUANG B C,et al.Design and optimization of automotive com |
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