汽车钢板弹簧是汽车中的承载保安件,是关键零部件之一,提升钢板弹簧品质可进一步改善汽车安全性,提高汽车承载能力、延长汽车使用寿命、降低用户使用成本、减少资源消耗。本文主要研究少片变截面钢板弹簧的优化设计和仿真分析方法,在提高产品品质的同时,实现悬架系统轻量化,达到汽车轻量化和节能减排的目的。(1)通过研究少片变截面汽车钢板弹簧簧片结构特性,设计少片变截面汽车钢板弹簧的结构,并着重研究少片变截面汽车钢板弹簧的刚度、弧高、应力、强度等计算方法,进行少片变截面汽车钢板弹簧的结构设计。(2)通过进行少片变截面钢板弹簧的可靠性设计的研究,把少片变截面钢板弹簧的可靠度计算同概率问题相结合,从理论上推导出计算少片变截面钢板弹簧的可靠性设计的表达式,并运用计算机编程,开发出一套少片变截面钢板弹簧可靠性设计系统。(3)在总结行业内钢板弹簧典型结构和典型功能组件的基础上,针对少片变截面钢板弹簧在自由载荷下的三维尺寸、曲率半径和自由弧高,根据设计规则,自动计算零件尺寸并驱动三维模型。利用Pro/E提供的Pro/toolkit参数化工具包对Pro/E进行二次开发,建立人机交互式输入界面,简化了模型建立过程中的繁琐程序。(4)研究利用MSC.AFEA有限元分析软件对少片变截面钢板弹簧进行仿真分析的方法,并将少片变截面钢板弹簧的装配预应力、应力、刚度、端部位移等仿真的结果与理论计算和样品试验的结果进行对比,最后根据对比分析结果修正设计,得出钢板弹簧的最优参数。本文的研究工作对于提高该产品质量具有一定的指导意义,解决了企业的技术难题,为同类问题的研究提供良好的借鉴。