空气弹簧具有非线性弹性特性,可将其特性曲线设计成理想形状。对于膜式空气弹簧,活塞对弹簧特性的影响更为显著。因此设计活塞形状,能够获得理想的弹簧特性,从而提高了空气悬架乃至整车的舒适性。本文就活塞几何形状对弹簧特性的影响,以自由膜式空气弹簧为研究对象,采用有限元的理论方法,应用非线性有限元软件ABAQUS建立了空气弹簧静、动特性有限元模型,通过对空气弹簧静、动特性仿真分析,探索了自由模式空气弹簧位移—刚度和频率—动刚度的非线性特性。进行了比较深入的分析讨论,对今后空气悬架的改进起到很重要的作用。 本文在对空气弹簧建模过程中橡胶模型的选取和材料参数的确定,帘线的几何特性在空气弹簧工作过程中力学性能的变化以及气体单元与橡胶气囊壁之间的气固耦合,进行了详细的有限元推导。 本文首先探讨了活塞形状的变化规律,进而对原模型活塞进行优化。然后通过对空气弹簧特性进行有限元比较分析,并就相关内容进行了细致的探讨,阐述活塞形状对空气弹簧特性的重要影响,从而开拓了改善空气悬架乃至整车性能的有效途径。