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1、毕业设计说明书钢板弹簧建模二次开发学生姓名： 学号：学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 车辆工程 指导教师： 2017 年 06 月中北大学2017届毕业设计说明书钢板弹簧建模二次开发摘要汽车悬架系统是对在车架与车桥之间的传力连接的装置的总称。它存在的意义是将地面对轮胎施加的各种力以及因此产生的力矩传递到车架上，保证汽车车身结构不会因这些力与力矩的存在而受到损伤，并且一次来保证汽车在道路上的正行驶。因此，汽车悬架系统的性能与质量在整辆汽车中起着至关重要的作用。本毕业设计主要针对汽车中的钢板弹簧在UG软件中的二次开发进行深入的研究与分析。文中对现有的钢板弹簧的设计与计算进行深入的分析与研究。
2、总结钢板弹簧设计的特点。在此的基础上使用UG对钢板弹簧进行建模和程序的编写，并对生成的模型进行特定的基于实际情况的分析。通过理论的分析与研究，在UG中设计一个钢板弹簧模块，只需要简单的个别参数的确定与输入就可以生成钢板弹簧模型。此模块是用C进行程序的编写，在Visual Studio 2010中进行调试并完成与UG的对接。它适用于轻型、中型汽车的钢板弹簧的设计计算，拥有简洁明了的人机交互界面，操作简单，建立模型效率高等优点。关键词：钢板弹簧，二次开发，UG全套图纸加扣3012250582 New development of steel plate spring modelingAbstrac
3、tThe car suspension system is a general term for a device that connects force between the frame and the axle. It is the meaning of the existence of the ground to the tire of the various forces and the resulting torque transmitted to the frame to ensure that the car body structure will not be due to
4、the existence of these forces and torque damage, and once to ensure that the car in the road on the road. Therefore, the performance and quality of the car suspension system play a vital role in the whole car. The graduation design mainly focuses on the research and analysis of the secondary develop
5、ment of the steel leaf spring in the UG software.In this paper, the design and calculation of the existing steel leaf spring are analyzed and studied deeply. Summary of the characteristics of steel leaf spring design. On the basis of this, UG is used to model and program the leaf spring, and the act
6、ual model based on the actual model is analyzed.Through the theoretical analysis and research, in the UG design of a spring plate module, only a simple individual parameters can be determined and input can be generated plate spring model. This module is written in C , debugged in Visual Studio 2010
7、and completed docking with UG. It is suitable for light, medium-sized car steel spring design and calculation, with a simple and clear human-computer interaction interface, simple operation, the establishment of high efficiency model.Key words: leaf spring, secondary development,UG中北大学2017届毕业设计说明书目录
8、1 绪论11.1 钢板弹簧设计的意义11.2 国内钢板弹簧的应用11.3 国外钢板弹簧的应用11.4 目前钢板弹簧的发展现状22 钢板弹簧结构的设计32.1 钢板弹簧结构分析32.2 钢板弹簧结构设计的内容42.3 钢板弹簧结构设计的步骤42.3.1 钢板弹簧的截面确定42.3.2 钢板弹簧各片长度的确定与分析52.3.3 刚板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径分析72.4 本章小结73 钢板弹簧模块的参数化设计83.1 基于UG的参数化建模简介83.2 钢板弹簧参数的选择83.3 钢板弹簧模型的创建93.3.1 带吊耳的钢板弹簧模型的创建93.3.2 不带吊耳的钢板弹簧的建模123.4 钢
9、板弹簧模型表达式的建立143.4.1 带吊耳钢板弹簧表达式的建立143.4.2 不带吊耳钢板弹簧表达式建立163.5 环境变量的设置及程序开发183.5.1 环境变量的设置183.5.2 菜单文件的创建193.6 本章小结204 钢板弹簧模块的用户界面开发214.1 用户界面开发简介214.2 用户界面设计的方式214.3 用户界面设计214.3.1 工程环境变量的设置214.3.2 新建工程及工程设置224.3.3 建立对话框224.3.4 创建UG/Open API接口244.4 本章小结275 钢板弹簧模块的应用285.1 进行钢板弹簧模块应用的目的285.2 钢板弹簧模块的应用285.
10、3 本章小结29结论与展望30全文总结30展望30参考文献31致谢33III中北大学2017届毕业设计说明书1绪论1.1钢板弹簧设计的意义钢板弹簧是汽车悬架系统中所使用的弹性元件的一种。钢板弹簧与其它几种弹性元件比较，不仅廉价、结构简单、工作可靠，而且在汽车悬架系统中所起到相同作用的情况下，还能通过其片间的摩擦与铰接处的连接来消除部分振动。因此钢板弹簧在生活中广泛应用，无论货车、客车，甚至在部分乘用车上也有所应用1。在使用中，钢板弹簧不仅要具有一定的弹性，用以缓冲来自地面的冲击，而且还要拥有一定的承载能力，用以满足日常的使用。因此在设计钢板弹簧时要平衡钢板弹簧的使用环境、生产成本、生产工艺等问
11、题之间的关系。只有这样才能满足各方面的要求。但是钢板弹簧的设计与计算的工作量相对来说比较繁重的，为了降低工作强度，提高生产的效率，缩短开发周期2。本说明书对钢板弹簧模型的二次开发进行了深入的研究。 1.2国内钢板弹簧的应用现如今在中国国内从事汽车悬挂生产的公司有160多家，基本遍布了中国沿海及内陆区域，而且生产规模在0.9万吨的就有80多家，而且还在不断地增加3。由此可见悬挂弹簧在中国市场中的应用还是很广泛的，这有利于汽车钢板弹簧的生产与技术升级。汽车悬挂弹簧行业隶属于中国汽车工业协会钢板弹簧委员会，至今已经有将近50家企业加入中国汽车钢板弹簧委员会，相对于其它企业来说，入驻钢板弹簧委员会的企
12、业使用的原材料在品质上是最好的4。近几年钢板弹簧在商用车上的使用范围逐渐扩大，这不仅有满足了国内厂商最根本的利益上的诉求，而且各厂商之间的竞争也促进了各大厂商对钢板弹簧的资金投入。从而促进了对钢板弹簧的深入研究。现在随着国内计算机技术的飞速发展和和技术公司对计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）等新技术的广泛应用。使得现在可通过计算机实现钢板弹簧的高效化、自动化设计5。1.3国外钢板弹簧的应用国外在汽车钢板弹簧的应用已经不是以前那样广泛，这主要是随着科学技术的发展和生产水平的提高，一种更加舒适的悬挂-空气悬挂产生了，逐渐替代了钢板弹簧在市场中的份额成为悬挂的主流6。但无论是商用
13、车还是乘用车，由于钢板弹簧的廉价和生产方便，钢板弹簧的使用还是最经济的选择。钢板弹簧在国外经历多年的发展，无论是在钢板弹簧的结构还是材料的选择上都有最优的方案。现如今随着人们对节约能源，节约材料以及对汽车平顺性要求的不断提高，钢板弹簧的使用有所减少。但钢板弹簧的存在还是无法替代的，毕竟新的材料与技术都在不断地产生7。随着社会的进步，钢板弹簧会在合适的领域继续发挥着它的作用。1.4目前钢板弹簧的发展现状汽车钢板弹簧这个元件在汽车悬架系统中应用是最广泛的。钢板弹簧的好坏直接影响着汽车行驶的平顺性、稳定性、通过性、燃料经济性等多种使用性能。钢板弹簧既承担了来自于地面的各种力的传递与引导，还是一个弹性
14、元件，在汽车的减振机构中发挥着重要的作用8。因此钢板弹簧的应用对其的性能有着极高的要求。钢板弹簧虽然在结构上是非常简单的，但由于其工作时的不规则变形，使其在进行力学分析与设计时会非常的繁琐9。现如今对钢板弹簧的设计计算已经不仅仅局限于传统的设计计算方法，而有限元计算方法的产生极大地方便了钢板弹簧的设计计算。有限元的产生缩短了各大厂商的研发周期，使一款产品以最快的速度投入市场。有限元的设计计算方法一时间是不可能有更快的发展，但钢板弹簧模型的建立却可以有更好的设计思路钢板弹簧建模的二次开发10。 钢板弹簧建模的二次开发可以进一步提高钢板弹簧的建模速度，从而给后期的设计计算提供极大地便利。随着有限元
15、技术、CAE技术、CAD技术在实际生产中的广泛应用。近年来，国内外对汽车钢板弹簧设计与计算的方法已经发生巨变11。计算机技术的升级与投入使得钢板弹簧的设计已经不需要事先进行结构假设，只需进行设计、校验、改进就可以了。2钢板弹簧结构的设计2.1钢板弹簧结构分析在板簧式的非独立悬架中，钢板弹簧一般是纵置的，它与车桥之间一般是由两个U形螺栓来连接。钢板弹簧的中部与车桥刚性连接，而两端通过销与车架的支座活动铰接，以起到力的传递与导向作用12。汽车的钢板弹簧在结构上是由指定片数的长度不等但宽度相等的弹性钢片叠加在一起而组成的部件，由于特殊的性能需求，钢板弹簧在整体上相当于等强度的弹性梁。将钢板弹簧正置，由上到下钢板弹簧的长度逐渐减小。其中最长的一片弹性钢片称为主片，在主片的两端会加工出吊耳结构用于钢板弹簧与车架的连接13。因此吊耳结构成了钢
