钢板弹簧工具箱培训教程

10.16638/ki.1671-7988.2021.04.029基于Adams/car板簧工具箱的钢板弹簧建模及仿真刘君程1，姜家如2，宋绍文2，罗传东2，王涛2（1.安徽江淮汽车股份有限公司国际公司，安徽合肥230601；2.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：文章主要基于某车后悬架结构模型，提取建立悬架模型所需参数，利用美国MDI公司开发的Adams/car软件所嵌入的leafspring子模块进行钢板弹簧悬架模型建立，并且详细描述了板簧模型建立过程，进而完成板簧垂向刚度变化对比，形成与该车相对应的板簧悬架动力学模型。

在文章最后，对后悬架板簧模型与该车后悬架同向轮跳试验测得各参数变化趋势进行对比，吻合度达到95%以上。

关键词：钢板弹簧；垂向刚度；同向轮跳中图分类号：U461.99 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)04-95-03The foundation and simulation of leafspring by Adams/carLiu Juncheng1, Jiang Jiaru2, Song Shaowen2, Luo Chuandong2, Wang Tao2（1.Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd. International Company, Anhui Hefei 230601;2.Technology Center of Anhui Jianghuai Automobile Group Corp., Ltd, Anhui Hefei 230601）Abstract:This text mainly according to the back of the some car hang a structure pattern, withdraw to create to hang the parameter that a pattern needs, make use of the leafspring son mold mass progress steel plate spring imbeding in the Adams/car software that the United States' MDI company develops to hang a pattern establishment; And vs board Huang pattern create the process carry on detailed present, complete board Huang just the degree changed contrast and forminged the car's contra thus should of the board Huang hangs a kinetics pattern. In this text end, vs behind hang a board Huang pattern and the car behind hang a stand to together jump toward the wheel test to measure each parameter change the trend carry on contrast and fit together a degree to hit above 95%.Keywords: Leaf spring; Vertical stiffness; Same direction wheel jumpCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)04-95-03引言随着市场对车辆产品设计制造快速多变，同时又要保证性能要求，基于多体动力学的虚拟样机仿真技术在汽车行业得到广泛的应用。

【Adams应用教程】第3章ADAMS 软件介绍第3章 ADAMS软件介绍本章对基于虚拟样机技术的商业软件ADAMS进行扼要介绍，并分类介绍ADAMS 软件的主要模块，包括基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块和工具箱。

通过本章的学习可以对ADAMS软件的主要模块有个概要性的了解，便于以后对各模块具体内容的学习掌握。

3.1 ADAMS软件概述ADAMS软件，即机械系统动力学自动分析软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。

目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。

根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近8千万美元、占据了51%的份额。

ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。

ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。

ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。

另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。

ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。

本书将以Windows 2000版的ADAMSl2.0为蓝本。

ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成，如表3-1所示。

用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。

汽车钢板弹簧工艺知识一、原材料知识1、钢材是含碳量小于2.11%的铁碳合金，当含碳量大于2.11%的铁碳合金为铸铁。

当含碳量小于0.25%的钢为低碳钢；当含碳量为0.25～0.60%的钢为中碳钢；当含碳量大于0.60%的钢为高碳钢。

2、我公司所用的钢材是合金钢，合金钢按用途可分为：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。

钢板弹簧钢属于合金结构钢。

3、合金结构钢的编号：合金结构钢的编号采用“数字+元素符号（或汉字）+数字”表示，前面的数字表示钢中含碳量的万分之几；元素符号表示所含的合金元素，元素符号后面的数字表示该元素平均含量的百分之几。

如果合金元素含量小于1.5%时，则不标明其含量，若钢的质量为高级优质钢，在钢号的最后还需加上“A”或“高”字。

例如60Si2Mn钢，表示平均含碳量为0.60%，平均含硅量为2%，平均含锰量＜1.5%的合金结构钢。

4、我公司钢板弹簧采用的钢种有：60Si2Mn、SUP9、50CrVA、51Crv4、其中60Si2Mn材料主要用于厚度为15mm以下的等截面产品，50CrVA、51Crv4材料主要用于变截面轧制产品，SUP9具有较高强度、塑性和韧性，淬透性较好等特点，主要用于厚度大于等于15mm以上的等截面的产品。

二、钢板弹簧在汽车上的位置和作用钢板弹簧位于车架与车桥的结合部位，主要作用有：1、承受并传递作用在车桥与车架之间的各种力和力矩；2、缓和、抑制冲击，保证汽车有良好的平顺性；3、衰减振动；4、导向作用（即决定车轮相对于车架的运动特性）。

三、钢板弹簧加工工艺流程我公司工艺平面布置就充分体现了钢板弹簧加工的整个工艺流程，从断料开始直到总成下线，具体为：断料---校直---冲（钻）孔---（轧制）---（校直）---卷（包）耳---淬火---回火---热处理---喷丸---（单片油漆）---装配---予压---总成静电油漆---（烘干）---摘簧。

四、钢板弹簧加工工序知识（一）断料1、断料的目的：将钢厂提供的弹簧扁钢，剪切成工艺规定的各种不同长度的坯料。

基于ADAMS的皮卡板簧动力学建模方法及性能仿真孔德琨【摘要】文章根据钢板弹簧模型建立所需要的参数,基于ADAMS/view中的板簧工具箱,完成某皮卡后钢板弹簧的动力学建模,并在ADAMS/view下实现性能仿真,求解出钢板弹簧的刚度曲线,为下一步钢板弹簧悬架的优化设计提供理论依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P76-77,102)【关键词】ADAMS/view;皮卡;钢板弹簧;性能仿真【作者】孔德琨【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U467.2前言钢板弹簧是现代汽车悬架结构中应用很广泛的弹性元件之一，主体是由若干金属叶片叠加而成．其近似一根等强度的弹性梁，主要承受来自各个方向上的力和力矩，同时还承担汽车在启动和制动时的扭矩。

本文基于Adams/view中的板簧工具箱，根据实际参数，建立某皮卡的钢板弹簧动力学模型，并初步实现其性能仿真。

1、Adams简介Adams（Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是由美国MDI公司开发的一款虚拟样机分析软件，主要用于仿真机械系统的性能、运行轨迹、碰撞、峰值载荷模拟以及计算有限元的输入载荷等等。

在接近于现实的工作条件下逼真地模拟所有运动情况，并且可以快速对比分析多种设计方案，直至确定最优的设计方案。

2、ADAMS板簧建模方法2.1 板簧建模方法在Adams中，有着多种钢板弹簧的建模方法，主要包括等效中性面法、三段梁法和离散单元梁法等：等效中性面法：主要将所有的主簧片看成一整片，然后分成若干刚体，刚体之间用柔性梁连接，刚体质量和转动惯量按照所有主簧片整体的实际质量参数；副簧建模方法同样。

主、副簧片之间的接触通过Adams中接触函数模拟。

三段梁法：这是一种简化的钢板弹簧模型，将钢板弹簧看成中间刚性衬套或者球铰连接起来，前、后梁与车架用弹性衬套或者铰链副连接，并通过选择合适的衬套参数，使之达到实际钢板弹簧的刚度。

燕山大学课程设计说明书题目：长安单排微货SC1011后悬架设计学院（系）：车辆与能源学院年级专业： 11级车辆工程(3)班学号： 110110050021学生姓名：张贺帅指导教师：梁晨唐先智教师职称：副教授燕山大学课程设计评审意见表目录摘要 .................................................................................................................................. - 2 - 1、钢板弹簧主要参数确定 ............................................................................................ - 2 -1.1长安单排微货SC1011设计技术参数................................. 错误！未定义书签。

1.2选择悬架主要参数：nc 、fc、Cs、.n0、f0 ...................... 错误！未定义书签。

1.3确定板簧总长L，满载静止弧高Ha，动挠度fd .............. 错误！未定义书签。

1.4选择板簧片数及断面参数 ................................................... 错误！未定义书签。

1.5板簧的应力校核 ................................................................... 错误！未定义书签。

1.6各片长度的确定 ................................................................... 错误！未定义书签。

1.7板簧的刚度验算 ................................................................... 错误！未定义书签。

钢板弹簧 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解钢板弹簧的定义、构造及其在汽车工程中的作用；2. 学生能够掌握钢板弹簧的弹性特性、力学原理以及影响其性能的因素；3. 学生能够了解钢板弹簧在汽车悬挂系统中的配置方式及其对汽车行驶性能的影响。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析钢板弹簧的弹性变形和应力分布情况；2. 学生能够设计简单的钢板弹簧悬挂系统，并进行性能评估；3. 学生能够运用相关工具和设备进行钢板弹簧的检测和维护。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对汽车工程技术的兴趣，提高对机械制造和创新的热情；2. 学生能够认识到钢板弹簧在汽车安全和舒适性能方面的重要性，增强安全意识；3. 学生能够通过团队合作，培养沟通协调能力和解决问题的能力。

课程性质：本课程为汽车工程学科基础知识课程，结合实际应用，注重理论联系实际。

学生特点：学生为高中二年级学生，具备一定的物理和数学基础，对汽车工程有一定了解，但专业知识有限。

教学要求：教师应采用直观、生动的教学方法，引导学生主动参与，注重培养学生的动手能力和实践操作技能。

在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。

通过课程学习，使学生能够达到上述具体学习成果。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 钢板弹簧概述- 定义、分类及在汽车悬挂系统中的应用- 悬挂系统的基本原理2. 钢板弹簧的构造与性能- 弹性特性、力学原理- 影响钢板弹簧性能的因素- 钢板弹簧的材料及工艺3. 钢板弹簧的设计与评估- 设计原则与步骤- 性能评估方法- 悬挂系统配置方式4. 钢板弹簧的检测与维护- 检测方法与工具- 维护技巧与注意事项- 故障分析与排除5. 实践操作- 钢板弹簧悬挂系统设计实例分析- 模拟实验与性能测试- 实际操作与技能训练教学内容按照以上五个部分进行组织，共计10课时。

具体安排如下：1-2课时：钢板弹簧概述及悬挂系统基本原理3-4课时：钢板弹簧的构造与性能5-6课时：钢板弹簧的设计与评估7-8课时：钢板弹簧的检测与维护9-10课时：实践操作教学内容与教材紧密关联，确保科学性和系统性。