摘 要

随着社会的发展，经济水平的提高，人们对交通工具也越来越依赖，这就导致了一系列的交通问题，这时候，微型车的出现一定程度上缓解了交通压力。

以某款面包车的钢板弹簧非独立后悬架为参考，对本次微型车的后悬架进行设计。第一章主要讲述汽车悬架的发展概述以及本次的设计要求。第二章主要讲述了各类悬架的结构以及特点。第三章主要是对悬架的性能参数的选取。第四章主要是对钢板弹簧等部件的设计计算，强度校核，利用SolidWorks三维建模软件建立钢板弹簧模型，并导入ANSYS进行满载状态下的板簧静应力分析。第五章主要是减振器的设计计算，相关参数的选择，最重要的是相对阻尼系数，阻尼系数以及最大卸荷力的计算。第六章主要是对悬架进行了平顺性分析，对悬架的动态特性进行分析，以及提出了改善汽车平顺性的措施。第七章则主要是后悬架的三维模型的建立。最终完成了整个微型车后悬架的设计工作。

关键词：微型车；钢板弹簧；ANSYS；静应力分析；平顺性

Abstract

With the development of society and the improvement of economic level, people are

increasingly dependent on transportation. This has led to a series of traffic problems. At this time, the emergence of mini-vehicles has eased traffic pressure to some extent.

Taking the leaf spring non-independent rear suspension of a certain van as a reference, the rear suspension of the mini vehicle is designed. The first chapter mainly describes the development of the automobile suspension and the design requirements of this time. The second chapter mainly describes the structure and characteristics of various suspensions. The third chapter mainly selects the performance parameters of the suspension. The fourth chapter is mainly about the design and calculation of leaf springs and other components, the strength check, the use of SolidWorks three-dimensional modeling software to establish the leaf spring model, and import ANSYS to analyze the leaf spring static stress under full load. The fifth chapter mainly deals with the design and calculation of shock absorbers, the selection of relevant parameters, and the most important ones are the relative damping coefficient, damping coefficient and the calculation of the maximum unloading force. The sixth chapter mainly analyzes the ride comfort, analyzes the dynamic characteristics of the suspension, and proposes measures to improve vehicle ride comfort. The seventh chapter is mainly about the establishment of the three-dimensional model of the rear suspension. Finally, the design of the rear suspension of the entire minicar was completed.

Key Words：micro car；leaf spring；ANSYS；static stress analysis；ride

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

1绪论 1

1.1前言 1

1.2国内外悬架系统的发展现状以及趋势 1

1.3悬架研究的目的、意义以及技术要求 2

2悬架结构的分析与选择 3

2.1汽车悬架的功能与组成 3

2.2非独立悬架的分类与特点 3

2.3独立悬架的分类与特点 4

2.4后悬架结构形式的选择 6

3悬架性能参数的选取 7

3.1悬架的偏频和静挠度 7

3.2悬架的动挠度 7

3.3悬架的弹性特性 8

3.4本章小结 8

4弹性元件的设计计算 9

4.1钢板弹簧主要尺寸参数的确定 9

4.2钢板弹簧刚度的验算 12

4.3板簧自由状态下的弧高H₀和曲率半径R₀的确定 13

4.4钢板弹簧总成组装后弧高以及曲率半径的核算 15

4.5钢板弹簧极限工况下的强度验算 16

4.5.1驱动时最大应力 16

4.5.2汽车通过不平路面时最大应力 17

4.5.3钢板弹簧卷耳处和弹簧销的强度校核 17

4.6板簧的有限元分析 18

4.6.1板簧三维模型的建立 18

4.6.2材料参数的设置 19

4.6.3网格的划分 19

4.6.4簧片之间的接触设置 19

4.6.5约束设置 19

4.6.6载荷的施加 20

4.6.7分析求解 20

4.7本章小结 21

5减振器的设计计算 23

5.1减振器概述 23

5.2双筒式减振器的工作原理 23

5.3减振器主要性能参数的选择 24

5.3.1相对阻尼系数的选择 25

5.3.2减振器阻尼系数的确定 25

5.3.3最大卸荷力F₀的确定 26

5.4减振器主要尺寸的选择 26

5.4.1筒式减振器工作缸直径D的确定 26

5.4.2储油缸直径D_c的确定 27

5.5本章小结 27

6平顺性分析 28

6.1单质量悬架系统的动态特性 28

6.1.1车身加速度对的幅频特性 29

6.1.2车轮与路面间的相对动载荷对的幅频特性 30

6.1.3悬架弹簧动挠度对的幅频特性 31

6.2影响汽车平顺性的因素及改善措施 33

6.3本章小结 33

7悬架部分零件三维图 35

8全文总结与展望 37

8.1本文总结 37

8.2工作展望 37

参考文献 38

致谢 39

1绪论

1.1前言

随着我国汽车行业的快速发展，现有交通条件的限制导致传统的汽车已经不能满足人们的出行要求。这时候微型汽车出现在人们的眼前，并且以其实惠经济的特质赢得了大批消费者的青睐。微型汽车基本上可以分为三类：微型货车、微型轿车以及微型客车，他们也占据了很大比重的汽车市场。其中上汽通用五菱和长安两家公司生产的微型客车，即面包车，由于其经济实惠性，更是受到广大消费者的喜爱，同时也让汽车在农村流行起来，将汽车市场拓展到了农村。

微型汽车整车性能的好坏将直接影响消费者的消费热情。因而与整车性能关系紧密的悬架系统的设计就成为了汽车厂家的重点研究对象。国人不再像以前一样对外观过于注重，反而对其乘坐舒适性提出了更高的要求，这就要求汽车厂家必须拥有过硬的技术来支撑自家车型以占有市场。这对汽车悬架的设计人员来说也是一种新的挑战，同时也让人们越来越重视悬架的设计。

1.2国内外悬架系统的发展现状以及趋势

汽车这个大产业占据了国民经济的极大比例。汽车技术经历了一百多年的技术沉淀，所以很多技术逐渐成熟。但是对于其中的一些技术，例如汽车悬架系统，国内外的研究者仍在孜孜不倦的探索。这么多年的发展，悬架的弹性元件也变得越来越多样化，例如钢板弹簧、空气弹簧、扭杆弹簧以及螺旋弹簧。