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汽车板簧研究报告汽车板簧是汽车悬挂的重要组成部分，具有承载汽车的重量和减震缓冲的作用。
现代汽车板簧研究主要是为了改善其承载能力和减震性能，提升汽车乘坐舒适性和安全性。
本文综述了目前汽车板簧的研究进展，并探讨了未来研究的方向和挑战。
1、汽车板簧的类型汽车板簧按照材料分为钢板板簧和复合板簧两种类型。
钢板板簧又分为多片式和单片式，前者多用于重型车辆，后者多用于轻型车辆。
复合板簧是一种由多种材料组合而成的板簧，具有轻量化、耐疲劳和耐腐蚀等优点，但其制造成本较高。
2、汽车板簧的承载性能汽车板簧的承载性能主要包括弹性、载荷和变形等指标。
弹性指标反映了板簧的弹性恢复能力，其值越高就越能承受重量。
载荷指标反映了板簧能够承受的最大重量，其值越高就越能处理重载。
变形指标反映了在受到悬挂系统力的作用下板簧所产生的变形程度，其值越小说明板簧承载能力越好。
目前，为了提高汽车板簧的承载能力，研究者主要从材料选择、制造工艺和板簧结构设计等方面入手。
例如，采用高强度钢板材料、改变制造工艺以及探索新型板簧结构等手段都可以提高汽车板簧的承载能力。
与此同时，新型板簧结构也能优化板簧的强度和刚度，从而增加其承载能力。
汽车板簧不仅要承载汽车重量，还要具有减震缓冲的功能，以确保乘坐舒适性和安全性。
当前，研究者主要从材料选择、结构设计和附加减震器等方面入手，来改进汽车板簧的减震性能。
材料方面，采用新型材料可以显著提高板簧的减震缓冲效果。
比如，采用闪镁铝合金和铝合金制造板簧能获得更优异的阻尼特性。
此外，结构设计也能影响板簧的减震缓冲效果，例如采用曲线形状的板簧能够增加其阻尼的非线性程度。
附加减震器也是一种可以提升汽车板簧减震效果的手段。
目前，研究者主要采用气弹簧、液压缓冲装置和电磁减震器等附加减震器来协同汽车板簧，提高汽车的减震性能。
相比于单独使用汽车板簧，附加减震器能够显著提高汽车的减震效果。
4、未来研究的方向和挑战随着汽车工业的飞速发展，对汽车板簧的要求也日益严格。
重卡单片复合材料板簧的作用
重卡单片复合材料板簧是重型卡车悬挂系统中的一个重要组成
部分，它具有以下作用：
1. 负载支撑，单片复合材料板簧能够承受重型卡车的负载，通
过弹性变形来支撑车辆的重量，从而保持车身的稳定性和平衡性。
它能够减轻车辆的震动和颠簸，提高车辆的行驶稳定性和舒适性。
2. 缓冲减震，单片复合材料板簧在车辆行驶过程中能够起到缓
冲和减震的作用，吸收来自路面的冲击和振动，减少对车辆和货物
的影响，保护车辆的悬挂系统和货物不受损坏。
3. 提高承载能力，相比传统的金属板簧，单片复合材料板簧具
有更高的强度和承载能力，能够在保持相同尺寸的情况下承受更大
的负载，提高了车辆的运输能力和效率。
4. 耐久性和轻量化，单片复合材料板簧由高强度的复合材料制成，具有优异的耐久性和抗腐蚀性，能够在恶劣的环境下长期使用。
同时，相比传统的金属板簧，复合材料板簧具有更轻的重量，能够
减轻车辆的整体重量，提高燃油经济性。
综上所述，重卡单片复合材料板簧在重型卡车悬挂系统中扮演着重要的角色，它不仅能够支撑和缓冲车辆的负载和震动，还能够提高车辆的承载能力和耐久性，对于提升车辆的运输效率和安全性具有重要意义。
第36卷第3期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报（自然科学版） Vol.36,No.3 2020年5月Journal of Qiqihar University(Natural Science Edition)May,2020汽车板簧支架多目标优化设计模型研究陈亮，辛顺强（福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000）摘要：针对汽车板簧支架多目标轻量化设计问题，提出 一种基于最小二乘法拟合的响应曲面近似模型的多目标轻量化设计方法，寻找板簧支架刚度和强度的冗余和不足。
同时对一阶Taylor 展开式和三种二阶Taylor 展开式进行 4次拟合比较并与Kriging 近似模型进行 分析比较，得到 更优越的设计模型，为后续汽车重要零部件的静强度及抗疲劳研究提供指导。
关键词：板簧支架；响应曲面模型；结构优化；轻量化中图分类号：U463 文献标志码：A 文章编号：1007-984X(2020)03-0045-06汽车板簧支架是汽车上支撑板簧或其它部件的重要零件，在汽车不同运行条件下，该类零件承受较大的交变冲击载荷作用[1]。
为此，必须保证其在不同的路况都具有良好的综合力学性能。
启培，高沛等人对某板簧支架的结构进行 优化设计[2]，但并未考虑颠簸路面对板簧支架对受力的影响，也未对设计方法进行设计校核。
陈立娜，张维刚针对发动机罩多目标优化设计问题使用Kriging 模型进行求解[3]，但未能和其它算法进行比较。
本文针对汽车板簧支架多目标轻量化设计问题，提出 一种基于最小二乘法拟合的响应曲面近似模型的多目标轻量化设计方法，寻找板簧支架刚度和强度的冗余和不足。
同时，本文对一阶Taylor 展开式和3种二阶Taylor 展开式进行 4次拟合比较并与Kriging 近似模型[4]进行 分析比较，得到 更优越的设计模型，为后续汽车重要零部件的静强度及抗疲劳研究提供指导。
1 响应曲面建模方法在响应曲面建模中，假 y 为产品或过程或参数的质量特性即响应，与输入变量X 存在如下关系[5]：()y f X δ=+ 其中：[]12,,,k X x x x =⋯。
【技术帖】复合材料板簧设计与开发【摘要】针对于汽车复合材料板簧进⾏产品结构设计、材料选择、⼯艺优化，结合CAE分析仿真计算，掌握板簧铺层设计⽅法。
通过台架试验，研究复合材料板簧测试⽅法，形成相应的技术标准,同时对复合材料板簧进⾏成本分析，为其产业化做铺垫。
主题词：复合材料板簧设计开发1 前⾔⼋⼗年代末，复合材料板簧在美国正式投⼊商业化⽣产，⼴泛应⽤于重型卡车和牵引车上，重量仅为钢材板簧的1/3；德国IFC Composite公司推出⼀种新型板簧来代替奔驰、凌特(Sprinter)、⼤众Crafter车上的传统钢制板簧。
该新型板簧与钢制板簧相⽐，质量减轻40～50%，仅重5.5 kg，疲劳寿命可达20万次以上，⾼于⾦属板簧的16万次。
复合材料板簧已经在全球诸多主机⼚商的产品上得到⼤量应⽤，这些主机⼚包括通⽤、福特、沃尔沃（图1）、戴姆勒-克莱斯勒、依维柯、康沃斯、彼得⽐尔特、国际卡车公司等。
国内在过去的⼆⼗年中，有部分院校、研究院所对复合材料板簧进⾏了探索性研究。
由于还没有完全掌握复合材料板簧的设计及稳定制造技术，现阶段还没有主机⼚量产的报道。
⽬前复合材料板簧中的纤维材料主要为E-玻纤、S-玻纤、⽞武岩纤维和碳纤维[1]，本⽂以E-玻纤代替传统材料进⾏板簧结构设计。
图1 复合材料板簧应⽤[2]2 复合材料板簧开发⽬标悬架系统是桥与车架之间的连接纽带，其对整车的⾏驶平顺⾏及操纵稳定性有着重要的影响，同时悬架系统在整车的安全性⽅⾯也是不可忽视的，因此在悬架系统的开发设计中，⼀定要保证板簧输⼊条件的准确性。
⼀般来说，板簧开发设计条件如下。
2.1 整车输⼊条件在板簧开发过成中，整车对悬架系统要求见表1。
2.2 悬架系统输⼊条件除整车要求外，悬架系统对板簧开发设计⾃⾝⽬标制定见表2。
表1 板簧整车开发输⼊参数表表2 板簧开发⽬标3 复合材料板簧开发设计3.1 结构设计⽅法复合材料板簧采⽤单⽚等强度设计，保证板簧沿轴线各截⾯具有相同的强度，以此来降低板簧重量。
复合材料板簧在汽车上的应用作者：刘慧杨锁望王晓地范晓轩刘雷雷周震华来源：《新材料产业》2020年第04期节能减排给予汽车工业和研发人员持续的挑战，减轻汽车质量对汽车的发展具有重要的意义。
2012年国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》指出，到2020年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至5.0L/100km。
减轻汽车自重，不仅可以降低对原材料的消耗，降低成本，还可以极大地节能减排，同时提高汽车的动力性能。
汽车的轻量化设计已成为当今汽车产业发展的重要研究方向。
现代汽车底盘弹簧的分类主要包括钢制螺旋弹簧和钢板弹簧。
家用汽车主要以螺旋弹簧为主，而卡车、厢式货车等重型汽车主要使用钢板弹簧。
近年来，由于复合材料技术的发展，玻纤增强型复合材料板簧发展成为应用在汽车悬架上的新型轻量化解决方案，其在汽车上的应用主要分纵置和横置2种结构形式。
纵置板簧多用于货车上，结构与传统钢板弹簧相似;横置板簧多用于汽车，对悬架布置影响较大;材料上，由于玻纤增强型板簧材料的各向异性特点，对设计校核也提出了新的挑战。
本文简述了复合材料板簧的应用现状和工艺过程，并以玻纤增强型复合材料板簧为例研究其在汽车上的应用方法和原理，为该技术的研究和应用提供参考。
1复合材料板簧的应用发展、材料和工艺1.1复合材料板簧的发展历程意识到复合材料板簧所能带来的优异性能，越来越多的厂商竞相研制并取得了一定的成果。
目前，传统的钢制板簧正逐渐被复合材料板簧取代。
这一发展大体经历了3个阶段。
第1阶段是1970年以前，为原理性实验探索阶段。
这期间，有大量的应用理论分析文章和阶段性研制报告被发表。
第2阶段是1980年以前，为实用化研制阶段。
伴随塑料工业的发展，这期间纤维增强塑料（Fibergla ss Reinfo rcedPlastics，FRP）研制成功，这种材料不仅耐温、耐磨，而且价格合适。
同时，汽车市场正向小型化和轻型化方向发展，特别是第2次石油危机以后，为了减轻汽车自重、降降油耗，汽车厂商积极投入复合材料板簧的研制，促进了复合材料板簧从理论向实际应用的发展，并成功美国实现FRP板簧在投入应用。
2021年（第43卷）第6期汽车工程Automotive Engineering2021（Vol.43）No.6复合材料板簧的迟滞特性建模与试验研究*刘鹤龙1，史文库1，高蕊2，陈志勇1，陈晃2，孙云龙3（1.吉林大学，汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130022；2.中国重汽集团汽车研究总院，济南250100；3.哈尔滨玻璃钢研究院有限公司，哈尔滨150036）［摘要］运用Bouc⁃Wen摩擦学理论建立了复合材料板簧的迟滞特性模型，根据台架试验测得的动态力-位移曲线，利用改进的乌鸦搜索算法（MCSA）进行了模型的参数辨识。
仿真结果与试验结果吻合较好，表明该模型能准确预测复合材料板簧的迟滞特性。
建立考虑复合材料板簧迟滞特性的整车7自由度动力学模型，分析了在随机路面激励下，复合材料板簧迟滞特性对整车动态响应的影响。
结果表明，复合材料板簧的迟滞特性使簧载质量的质心加速度增加，板簧的回复力增大，而悬架的动挠度减小。
该研究为复合材料板簧的整车匹配和精细化动力学建模提供参考。
关键词：复合材料板簧；迟滞特性；平顺性；Bouc⁃Wen模型；乌鸦搜索算法Modeling and Experimental Study on Hysteresis Characteristic ofComposite Leaf SpringsLiu Helong1，Shi Wenku1，Gao Rui2，Chen Zhiyong1，Chen Huang2&Sun Yunlong31.Jilin University，State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control，Changchun130022；2.Automotive Research Institute of China National Heavy Duty Truck Group Co.，Ltd.，Jinan250100；3.Harbin FRP Institute Co.，Ltd.，Harbin150036［Abstract］Bouc⁃Wen tribology theory is applied to the setting up of the hysteresis characteristic model of composite leaf springs，and according to the dynamic force⁃displacement curves obtained by bench test，the model parameters are identified by using the modified crow search algorithm（MCSA）.The simulation results well agree with the test ones，showing that the model can accurately predict the hysteresis characteristic of composite leaf spring.A seven DOF vehicle dynamic model is established with consideration of the hysteresis characteristic of com⁃posite leaf spring，and the influence of the hysteresis characteristic of composite leaf springs on the dynamic re⁃sponse of vehicle under random road excitation is analyzed.The results indicate that the hysteresis characteristic of composite leaf spring increases the mass⁃center acceleration of sprung mass and the restoring force of leaf spring，and reduces the dynamic deflection of suspension.This study provides a reference for the vehicle matching and the refined dynamic modeling of composite leaf springs.Keywords：composite leaf spring；hysteresis characteristic；ride comfort；Bouc⁃Wen model；crow search algorithm前言随着能源短缺的问题日益凸显和新能源汽车对续航里程的要求逐渐提高，汽车轻量化技术的发展得到了广泛的关注。
复合材料板簧
复合材料板簧是一种由多种材料组合而成的弹簧，它具有轻质、高强度、耐腐
蚀等特点，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
复合材料板簧通常由玻璃纤维、碳纤维、环氧树脂等材料组成，其制造工艺复杂，但是可以根据需要进行定制，以满足不同工程项目的需求。
首先，复合材料板簧具有较高的强度和刚度。
由于其材料的特性，复合材料板
簧可以承受较大的负荷，同时保持稳定的形状，不易变形或断裂。
这使得复合材料板簧在需要承受较大压力或拉力的工程项目中得到了广泛的应用，例如航空航天领域的飞机起落架、汽车工业中的悬挂系统等。
其次，复合材料板簧具有较轻的重量。
相比于传统的金属板簧，复合材料板簧
的重量更轻，这使得它可以在不增加额外负担的情况下，为工程项目提供更大的弹性支撑。
在需要减轻整体重量的工程项目中，复合材料板簧可以发挥其独特的优势，例如在航空航天领域的航天器结构中，复合材料板簧可以减轻整体重量，提高载荷能力。
此外，复合材料板簧具有良好的耐腐蚀性能。
由于其主要材料为玻璃纤维、碳
纤维等非金属材料，复合材料板簧不易受到腐蚀的影响，可以在恶劣的环境条件下长期稳定运行。
这使得复合材料板簧在海洋工程、化工设备等领域得到了广泛的应用，可以有效延长设备的使用寿命，降低维护成本。
综上所述，复合材料板簧作为一种新型的弹簧结构，在工程领域中具有重要的
应用前景。
它的轻质、高强度、耐腐蚀等特点，使得它可以满足不同工程项目的需求，为工程项目提供更可靠的支撑和保障。
随着材料科学技术的不断发展，相信复合材料板簧将会在更多领域展现出其独特的优势，为工程领域的发展做出更大的贡献。
重型牵引车空气悬架钢板弹簧支架强度分析与优化尚志诚;胡葳;刘一鸣【摘要】利用有限元分析软件对某重型牵引车空气悬架的钢板弹簧支架进行强度分析。
结果表明，在四种典型工况下，钢板弹簧支架的强度均满足要求，并存在一定的材料冗余；在此基础上，对钢板弹簧支架进行拓扑优化，优化后的钢板弹簧支架质量减轻了6.8%，同时仍满足强度要求。
%The authors use the finite element analysis(FEA)software to analyze the strength of the leaf spring hold-er in the air suspension system of a heavy traction vehicle. The results show that the leaf spring holder can meet the requirements under the four conditions and the material is still redundant. Based on this, they conduct the topological optimization on the leaf spring holder. The optimized mass of the leaf spring holder is reduced by 6.8%, and the structure strength can still meet the requirements.【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P4-7)【关键词】重型牵引车;空气悬架;钢板弹簧支架;强度分析;优化【作者】尚志诚;胡葳;刘一鸣【作者单位】重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心，重庆 401122;中国汽车技术研究中心数据资源中心，天津 300300;重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心，重庆 401122【正文语种】中文【中图分类】U463.33+4.2悬架对车辆的经济性、安全性和营运效率起着非常重要的作用。
主副式复合材料板弹簧结构设计及性能验证作者：文/ 高蕊来源：《时代汽车》 2020年第23期高蕊中国重汽汽车集团有限公司山东省济南市 250101摘要：根据板簧的应用情况来看，身为汽车悬架系统的重要组成部分，对于汽车运行时的平顺性、舒适性以及整车的操作平稳性有着十分重要的作用。
根据传统车辆悬架中板簧的应用情况来看，该构件都是由弹簧钢加工而成，因此板簧自身重量较大。
在现代车辆制造业不断发展过程中，轻量化的车型愈发受到人民群众的喜爱，因此降低板簧的重量势在必行。
复合材料的应用，改善了传统板簧的重量问题，在板簧实现轻量化的过程中具有十分重要的现实意义。
本文主要内容探究了主副式复合材料板簧结构设计及性能验证。
关键词：复合材料结构设计主副式板簧性能验证Structure Design and Performance Verification of Composite Material Leaf SpringGao RuiAbstract： According to the application of leaf springs, as an important partof the automobile suspension system, leaf spring plays a very important role in the smoothness and comfort of the car during the smooth operation of the whole vehicle. According to the application of leaf springs in traditional vehicle suspensions,the components are all made of spring steel, so the leaf springs are relatively heavy. In the continuous development of the modern vehicle manufacturing industry, lightweight models are becoming more and more popular among the people, so it is imperative to reduce the weight of the leaf spring. The application of composite materials has improved the weight problem of traditional leaf springs, and has very important practical significance in the process of lightening leaf springs. Themain content of this article explores the structural design and performance verification of the main and auxiliary composite leaf springs.Key words： composite materials, structural design, main and auxiliary leaf springs, performance verification1 引言在当前汽车轻量化发展的背景下，传统汽车悬架中的板簧构件逐渐从多片簧向少片金属板簧演变。
专利名称：一种变刚度复合材料板簧专利类型：实用新型专利
发明人：黄昌文,汪翠琴
申请号：CN201721301137.6
申请日：20171010
公开号：CN207297717U
公开日：
20180501
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种适用于轻型客车、轻型卡车、MPV、皮卡等汽车的变刚度复合材料板簧，包括从上至下依次层叠设置主簧片、中间垫片和副簧片，所述主簧片的一端设有平卷耳，另一端设有上卷耳，两端耳孔内都装有复合衬套；本实用新型采用两片制的主、副复合结构，主片卷耳及两耳孔尺寸等与传统钢板弹簧保持一致，可实现与传统多片制变刚度板簧等效替换，安装、维护方便；本实用新型主簧片采用高强度弹簧钢等应力变截面设计、副簧片采用玻璃纤维树脂基复合材料，重量比传统钢板弹簧减轻50%以上，使整车轻载时更舒适，重载时更能承载，能显著减轻汽车自重、降低油耗，减少环境污染。
申请人：安庆安簧汽车零部件有限公司
地址：246000 安徽省安庆市经济技术开发区3.9平方公里工业园
国籍：CN
代理机构：合肥市科融知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：刘备
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