功能分离型减震耗能支座组件的试验研究与数值模拟

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作者 吴金 姜兰潮 +1 位作者 刘立妍 孙浩然 《建筑钢结构进展》 北大核心 2025年第8期32-42,共11页

在减震球型钢支座的基础上,本文提出了一种新型功能分离型自复位耗能支座,其减震耗能组件由耗能钢元件与钢板弹簧元件以类似系杆拱的形式组成。本文采取试验与数值模拟相结合的研究方法分析其减震机理和减震效果,设计进行了耗能元件LYP... 在减震球型钢支座的基础上,本文提出了一种新型功能分离型自复位耗能支座,其减震耗能组件由耗能钢元件与钢板弹簧元件以类似系杆拱的形式组成。本文采取试验与数值模拟相结合的研究方法分析其减震机理和减震效果,设计进行了耗能元件LYP100钢材的材料性能试验、板簧元件的刚度性能试验,同时对减震耗能组件进行了拟静力加载试验和数值模拟研究。研究结果表明:LYP100钢材滞回曲线饱满,耗能性能优良;钢板弹簧在横向荷载作用下工作性能稳定,可以为减震耗能组件提供稳定的刚度;在工作过程中,板簧元件始终保持弹性状态,实现了支座的自复位功能,耗能元件在加载初期就进入塑性状态,实现了塑性耗能。 展开更多

关键词 自复位耗能支座 耗能钢元件 钢板弹簧元件 拟静力试验 有限元分析

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交叉簧片型弹性组件的力学建模和实验分析

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作者 李琦 高宏 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期26-33,共8页

基于柔性关节的弹性组件设计以及其研究现状,提出一种交叉簧片型弹性组件的设计思路。采用简化柔性梁模型和假设广义力的方法,引入4个曲线积分参数,推导交叉簧片型弹性组件的单元刚度矩阵,对全局刚度矩阵和柔度矩阵计算和建模。结果表明... 基于柔性关节的弹性组件设计以及其研究现状,提出一种交叉簧片型弹性组件的设计思路。采用简化柔性梁模型和假设广义力的方法,引入4个曲线积分参数,推导交叉簧片型弹性组件的单元刚度矩阵,对全局刚度矩阵和柔度矩阵计算和建模。结果表明:引入4个参数的理论值与仿真值误差小于9%,随着组件数量的增加,参数误差均小于1.24%,证明可用引入的参数表示统一单元刚度矩阵,使单元刚度矩阵简单化、统一化,为交叉簧片型弹性组件构建单元刚度矩阵提供了一种通用的方法。然后,应用单元刚度矩阵模型对变截面簧片型弹性组件进行理论分析,同时进行有限元分析和实验验证。结果表明:施加单一作用力,位移和角度的理论值、仿真值和实验值具有良好的一致性,误差小于5%,证明文中所提统一单元刚度矩阵模型应用于交叉簧片型弹性组件的合理性。 展开更多

关键词 交叉簧片型弹性组件 单元刚度矩阵 柔度矩阵

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参数变化对钢弹簧浮置板轨道振动响应研究 被引量：1

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作者 尚润江 张艳龙 《农业装备与车辆工程》 2025年第4期99-103,共5页

刚弹簧浮置板具有良好的减振降噪特性,被应用于地铁轨道结构中,以确保乘客乘坐舒适性和行驶平稳性。以A型地铁车辆为研究对象,以美国五级轨道谱作为激励,基于刚柔耦合动力学理论建立车辆-轨道-钢弹簧浮置板模型,研究不同轨道结构参数对... 刚弹簧浮置板具有良好的减振降噪特性,被应用于地铁轨道结构中,以确保乘客乘坐舒适性和行驶平稳性。以A型地铁车辆为研究对象,以美国五级轨道谱作为激励,基于刚柔耦合动力学理论建立车辆-轨道-钢弹簧浮置板模型,研究不同轨道结构参数对系统振动响应的影响。结果表明:随着扣件刚度、阻尼和钢弹簧刚度、阻尼的增加,大部分都可以起到较好的减振效果,降低钢轨和浮置板的垂向位移和垂向加速度;但是扣件刚度会对浮置板造成较大的振动冲击,其垂向加速度增加了84.33%,说明有必要选择合适的参数来提高车辆运行的平稳性和安全性。 展开更多

关键词 钢弹簧浮置板 刚柔耦合 振动响应 有限元仿真

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定钳弹簧片多工位连续模结构优化与疲劳寿命预测研究

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作者 魏晓春 顾小峰 +1 位作者 顾海峰 李益华 《今日自动化》 2025年第6期77-79,共3页

定钳弹簧片作为汽车制动系统中的关键弹性零件,其成形精度和疲劳寿命直接影响装配匹配性与运行可靠性。文章结合多工位连续模结构,围绕图纸中涉及的R角、冲孔、成形深度等关键几何特征,开展结构优化与疲劳寿命预测研究。研究结果表明,... 定钳弹簧片作为汽车制动系统中的关键弹性零件,其成形精度和疲劳寿命直接影响装配匹配性与运行可靠性。文章结合多工位连续模结构,围绕图纸中涉及的R角、冲孔、成形深度等关键几何特征,开展结构优化与疲劳寿命预测研究。研究结果表明,经结构优化的模具在不增加制造复杂度的前提下,显著延长了模具使用寿命与冲压件服役周期,为弹性件连续冲压工艺优化提供了参考。 展开更多

关键词 定钳弹簧片 多工位连续模 模具结构优化 有限元分析

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复合材料板弹簧的结构设计及其应力场分析 被引量：9

5

作者 郭红 周晓伟 张恒 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第4期64-69,共6页

在本项研究工作中，我们设计制作了一种新型结构形式的汽车板弹簧－玻璃／环氧单片夹层板弹簧。利用有限元方法对该结构内部的应力场和位移场进行了研究。经过电测法验证的计算结果表明，该结构设计具有优越性。

关键词 复合材料 板弹簧 有限元 应力分析 汽车板弹簧

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低速冲击下复合材料层合板分层损伤的数值模拟 被引量：6

6

作者 程起有 童小燕 +2 位作者 姚磊江 吕胜利 吕国志 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期321-324,共4页

为了分析冲击载荷作用时层合板的损伤情况,建立"子板—弹簧元"的三维有限元分析模型。在该模型中将连续铺层相同的单层作为一层合子板,相邻子板间采用弹簧单元连接。采用该模型对一层合板的冲击过程进行分析,分析过程中结合... 为了分析冲击载荷作用时层合板的损伤情况,建立"子板—弹簧元"的三维有限元分析模型。在该模型中将连续铺层相同的单层作为一层合子板,相邻子板间采用弹簧单元连接。采用该模型对一层合板的冲击过程进行分析,分析过程中结合失效准则预测失效模式,然后定义对应的弹簧单元失效来实现材料性能参数的衰减。计算结果和试验结果吻合较好,同时得出一些有用的结论。 展开更多

关键词 层合板 冲击损伤 弹簧元 有限元

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运营隧道车道板承载力分析 被引量：2

7

作者 丁春林 周顺华 +1 位作者 高振岗 王志强 《公路交通科技》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期32-35,共4页

针对上海市打浦路越江隧道的施工特点 ,提出用板单元模拟隧道衬砌、车道板和竖向支撑 ,用土弹簧模拟土与隧道的共同作用。根据建立的模型分析隧道车道板在不同汽车荷载作用下的力学行为 ,为评估运营状态下隧道车道板承载力提供参考。

关键词 运营隧道 车道板 承载力 板单元 土弹簧 模拟

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新结构单片钢板弹簧的优化设计 被引量：2

8

作者 冯志勇 段志信 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期70-74,共5页

本文首先给出了一种钢板弹簧结构，它可满足汽车平顺性要求的非线性特性。之后应用非线性有限元理论，导出其静力学问题的求解方法。最后根据最优设计理论，给出了该类结构设计的一般性方法。理论推导和算例均表明，本文的非线性有限元... 本文首先给出了一种钢板弹簧结构，它可满足汽车平顺性要求的非线性特性。之后应用非线性有限元理论，导出其静力学问题的求解方法。最后根据最优设计理论，给出了该类结构设计的一般性方法。理论推导和算例均表明，本文的非线性有限元模型和优化模型是正确的。 展开更多

关键词 优化 非线性 钢板弹簧结构 有限元

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微型货车后悬架钢板弹簧断裂原因的分析与试验 被引量：1

9

作者 黄昶春 韦志林 +2 位作者 沈光烈 黄贵东 尹辉俊 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第11期69-71,共3页

通过力学分析与电测试验对某微型货车后悬架钢板弹簧断裂的故障进行了研究,认为U形螺栓夹紧力不足,在使用过程中夹紧处产生变形,载荷传入夹紧区是导致断裂的原因。最后提出钢板弹簧在制造和装配过程中应注意的事项。

关键词 钢板弹簧 断裂问题 有限元 电测试验

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拱型槽板成形过程中回弹的有限元仿真研究 被引量：1

10

作者 孙艳平 黄秋波 张德臣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期138-141,共4页

通过对拱型槽板成型过程进行有限元仿真模拟,分析了回弹对拱型槽板成拱变形的影响;同时,进行了拱型槽板成形的试验研究,有限元仿真模拟计算结果与试验结果具有较好的一致性。为制定加工金属拱形屋顶的工艺参数提供了理论依据。

关键词 拱型槽板 成形 回弹 有限元法 仿真

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完备化ANCF薄板单元及在钢板弹簧动力学建模中的应用 被引量：6

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作者 兰朋 崔雅琦 於祖庆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1156-1167,共12页

绝对节点坐标方法已在多体系统动力学研究中广泛应用,但常用来描述板壳类结构的薄板单元,由于梯度不完备而无法直接用于带有初始弯曲参考构型的柔性体变形描述.为避免全参数板单元建立车辆钢板弹簧模型时存在的严重截面闭锁问题,拟采用... 绝对节点坐标方法已在多体系统动力学研究中广泛应用,但常用来描述板壳类结构的薄板单元,由于梯度不完备而无法直接用于带有初始弯曲参考构型的柔性体变形描述.为避免全参数板单元建立车辆钢板弹簧模型时存在的严重截面闭锁问题,拟采用薄板单元用于板簧建模.为此,探索了将现有绝对节点坐标薄板单元纳入一般连续介质力学弹性力表达的方法,采用中面上单位法向量作为单元厚度方向的梯度向量,从而得到了完备化的薄板单元及其描述初始弯曲构型时消除初应变的方法.在此基础上通过定义簧片的未变形构型,在钢板弹簧中引入可控的预应力,实现对钢板弹簧装配过程的准确模拟.通过数值算例验证了本方法的正确性.建立了车辆钢板弹簧模型,通过建立在簧片上的局部坐标系实现接触点的跨单元搜索,并采用惩罚函数法和平滑化的库伦摩擦模型施加簧片间的接触力.引入参考节点的概念建立了整合车身与吊耳及其机构运动关系的刚柔耦合模型. 展开更多

关键词 多体系统动力学 绝对节点坐标法 薄板单元 钢板弹簧 接触 库伦摩擦

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基于Workbench车辆减振器弹簧盘的疲劳分析 被引量：19

12

作者 李先锋 杨建伟 贾志绚 《北京建筑工程学院学报》 2012年第2期50-55,共6页

车辆减振器弹簧盘在不断受到弹簧交变挤压力作用下,极易发生疲劳损坏.本文建立了弹簧盘的有限元模型,基于ANSYS-Workbench平台,对弹簧盘进行静力学强度和疲劳分析,预测了弹簧盘疲劳寿命的大小,获得了弹簧盘变形、应力集中及疲劳损伤的... 车辆减振器弹簧盘在不断受到弹簧交变挤压力作用下,极易发生疲劳损坏.本文建立了弹簧盘的有限元模型,基于ANSYS-Workbench平台,对弹簧盘进行静力学强度和疲劳分析,预测了弹簧盘疲劳寿命的大小,获得了弹簧盘变形、应力集中及疲劳损伤的大小及位置,得到弹簧盘应力集中和疲劳损伤均发生于弹簧盘凸包区域的结论,验证其疲劳寿命符合设计要求,为其进一步改进设计提供参考依据. 展开更多

关键词 弹簧盘 有限元分析 疲劳寿命

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工业构件塑变校正的非线性有限元分析 被引量：2

13

作者 叶金铎 赵连玉 +1 位作者 沈兆奎 刘艳玲 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第9期33-35,共3页

采用非线性有限元法 ,研究了杆类零件和板簧的塑性矫直过程 ,计算结果表明 ,对被矫直的工件施加合理的载荷 。

关键词 杆类零件 板簧 塑性矫直 非线性有限元法

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基于非线性有限元法的膜片弹簧特性曲线计算 被引量：18

14

作者 袁旦 李芳 郑方赐 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第3期350-354,共5页

膜片弹簧是汽车离合器中的重要零部件,因其具有理想的非线性弹性特性,所以广泛应用于现代汽车的离合器中.设计计算膜片弹簧载荷-变形关系一般采用传统的Almen-Laszlo公式,但依此设计的膜片弹簧在大端加载所计算的公式值与实验值存在较... 膜片弹簧是汽车离合器中的重要零部件,因其具有理想的非线性弹性特性,所以广泛应用于现代汽车的离合器中.设计计算膜片弹簧载荷-变形关系一般采用传统的Almen-Laszlo公式,但依此设计的膜片弹簧在大端加载所计算的公式值与实验值存在较大的误差.根据非线性有限元法的基本原理,采用板壳单元计算了某一膜片弹簧的载荷-变形关系,将有限元计算值与公式计算值进行了比较,并用实验装置获得的测量值比较两者计算的误差,结果表明有限元计算值误差更小,更接近膜片弹簧实际工作的载荷-变形关系. 展开更多

关键词 板壳单元 非线性有限元 膜片弹簧 特性曲线

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伺服机构负载台弹簧钢板设计优化 被引量：5

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作者 郭爱民 赵国平 黄玉平 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第3期47-50,共4页

弹簧钢板是航天伺服机构负载台的重要组成部分,决定了航天伺服机构负载台的负载特性。提出弹簧钢板设计的优化方法,以材料力学公式为基础,应用集成优化平台ModelCenter,建立弹簧钢板设计优化模型;应用有限元方法对钢板负载特性进行建模... 弹簧钢板是航天伺服机构负载台的重要组成部分,决定了航天伺服机构负载台的负载特性。提出弹簧钢板设计的优化方法,以材料力学公式为基础,应用集成优化平台ModelCenter,建立弹簧钢板设计优化模型;应用有限元方法对钢板负载特性进行建模和校核;用工程案例检验弹簧钢板设计优化方法的有效性,并讨论优化方法应用中应注意的问题。 展开更多

关键词 伺服机构 负载台 弹簧钢板 负载特性 有限元

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不均匀地基上水闸底板内力分析 被引量：2

16

作者 陈晓文 杨光华 《中国农村水利水电》 北大核心 2013年第5期118-121,共4页

水闸往往为不均匀地基,水闸平底板的内力分析模型应为不均匀地基上的板。应用集中力弹簧模型的概念,建立了考虑三向附加应力的压缩变形地基沉降弹簧模型,该模型能较好地模拟板下不均匀地基。将弹性薄板的有限单元法与改进的集中力弹簧... 水闸往往为不均匀地基,水闸平底板的内力分析模型应为不均匀地基上的板。应用集中力弹簧模型的概念,建立了考虑三向附加应力的压缩变形地基沉降弹簧模型,该模型能较好地模拟板下不均匀地基。将弹性薄板的有限单元法与改进的集中力弹簧模型相结合,能有效地解决不均匀地基上基础板的求解问题。讨论了闸底板与地基间作用力的无拉分析问题。 展开更多

关键词 不均匀地基 水闸底板 内力分析 集中力弹簧模型 薄板有限元

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层合板界面层的弹簧界面元等效刚度计算模型 被引量：3

17

作者 赵鹏 石广玉 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B04期131-135,146,共6页

弹簧界面元是一种最常用的层合结构界面脱层数值模拟的计算模型。但目前对应于给定的复合材料层合板界面层,弹簧界面元的长度和等效刚度的确定却没有严格的方法,所以时常因为弹簧元刚度定义的不当而导致脱层数值模拟结果的不稳定甚至计... 弹簧界面元是一种最常用的层合结构界面脱层数值模拟的计算模型。但目前对应于给定的复合材料层合板界面层,弹簧界面元的长度和等效刚度的确定却没有严格的方法,所以时常因为弹簧元刚度定义的不当而导致脱层数值模拟结果的不稳定甚至计算困难。本文给出了一种基于层合板粘接层的实际厚度和材料特性确定弹簧界面元的长度和等效刚度的计算模型。通过把所给弹簧界面元等效刚度计算模型用于ANSYS中的非线性弹簧单元COMBIN39和COMBIN14,本文对复合材料双悬臂梁(DCB)和端边切口弯曲(ENF)梁的脱层扩展试验进行了有限元数值模拟;所得数值脱层预测结果与试验数据吻合良好。算例也表明,文中所给弹簧界面元长度和等效刚度的计算模型不仅计算简单和准确,并且所给脱层扩展的数值模拟也稳定。 展开更多

关键词 复合材料层合板 界面损伤 脱层 数值模拟 弹簧界面元 弹簧元刚度

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表面裂纹平板应力强度因子的杂交应力元-线弹簧模型方法 被引量：1

18

作者 黄正中 高庆 王光钦 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1992年第1期39-44,共6页

本文采用基于杂交应力元和线弹簧模型相结合的方法,计算表面裂纹平板的应力强度因子。结果表明,本文解和三维有限元解吻合很好,与基于位移元和线弹簧模型相结合的解相比,具有更高的精度和较宽的适用范围。

关键词 应力强度因子 表面裂纹 平板

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激振器支承弹簧板的动态优化设计 被引量：1

19

作者 周临震 刘德仿 《机械研究与应用》 2006年第1期71-72,共2页

以E型电动式激振器为基础,为抑制激振器工作频宽内的尖峰及减小对被测试件的附加刚度,对激振器的支撑弹簧板采用由碳纤维/树脂基(T300/QY8911)组成的复合材料层合板结构,并以铺层角和铺层厚度作为设计变量对其进行动态优化设计,结果表明... 以E型电动式激振器为基础,为抑制激振器工作频宽内的尖峰及减小对被测试件的附加刚度,对激振器的支撑弹簧板采用由碳纤维/树脂基(T300/QY8911)组成的复合材料层合板结构,并以铺层角和铺层厚度作为设计变量对其进行动态优化设计,结果表明,采用优化后的复合材料层合板结构的激振器,保证了激振器的低频性能,且有效地抑制了工作频宽内的尖峰。 展开更多

关键词 支承弹簧板 复合材料 有限元法 优化设计

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带埋置弹簧界面单元模型研究 被引量：1

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作者 汪基伟 唐亮 +1 位作者 范家怡 赵胤儒 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期125-130,共6页

为克服采用弹簧单元模拟钢-混凝土组合结构的连接件时网格划分要顾及连接件位置的缺陷,提出了一种新型的带埋置弹簧界面单元模型。在该模型中,界面单元用于模拟钢板和混凝土之间的接触,弹簧用于模拟连接件的作用,可位于界面单元内任何... 为克服采用弹簧单元模拟钢-混凝土组合结构的连接件时网格划分要顾及连接件位置的缺陷,提出了一种新型的带埋置弹簧界面单元模型。在该模型中,界面单元用于模拟钢板和混凝土之间的接触,弹簧用于模拟连接件的作用,可位于界面单元内任何位置。该模型既能合理考虑钢板与混凝土界面上的各种连接作用,又能使单元划分不受连接件位置的影响。推出试验模型和钢管混凝土拱桥拱脚等算例表明,该模型网格划分方便,计算精度较高,适用于实际工程的计算分析。 展开更多

关键词 钢-混凝土组合结构 连接件 钢板-混凝土界面 有限元法 单元模型 弹簧单元

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