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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