钢板弹簧悬架的模拟研究论文(5篇范文)

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第一篇:钢板弹簧悬架的模拟研究论文

在重载汽车上,钢板弹簧作为汽车悬架的弹性元件,是汽车容易损坏的元件,其好坏决定了汽车的各种性能。钢板弹簧在整车上不光是弹性元件,它还在工作时传递除垂直方向外其他方向的力和力矩,并在传递这些力或力矩的同时起到导向作用。而且当弹簧振动时两板片之间的接触、摩擦还可以充当一定的阻尼器件,起到阻尼作用。尽管钢板弹簧在工作时负荷高,易损坏,但钢板弹簧结构简单,制造、维修快捷方便,所以作为重型汽车的悬架被广泛使用。虽然自然状态下的钢板弹簧几何形状简单,但是在其受到载荷时却会有大变形(几何非线性)、且板片间的接触(状态非线性)等多种非线性因素是非常复杂且这些因素在应力分析是难以处理的。解析法

传统的钢板弹簧分析是把它简化为悬臂梁,运用材料力学的相关理论进行计算分析。而实际工作状态下的钢板弹簧受力变形很复杂,因为既有大变形又有板片之间摩擦非线性因素的影响。所以,利用解析法对钢板弹簧进行力学分析,必须将它简化为具有理想的线性变形和无摩擦的力学模型。这样就必须是假设在一定的条件下,才能建立起钢板弹簧力学模型,且这样的模型是过于简单的。当钢板弹簧所受为垂向载荷时,实际中通常采用下面的方法进行计算分析:

1.1 共同曲率法

该方法是前苏联的帕尔希洛夫斯基提出的,通常我们又称它为展开法,它假定在弹簧变形时各板片一旦接触便不会再分离,所以不再会有在一起的各片有共同的曲率。而且,假定各簧片上的弯矩也是连续分布的。在这两个假定的基础上建立模型进行计算分析可得出各个簧片的应力变形。很明显,这一方法对弹簧进行力学分析的时候,忽略到了板片之间的摩擦,所以该方法的结算结果与实际值存在一定的误差。

1.2 集中载荷法

这一方法是假定钢板弹簧只在板端有力的传递,而且同样假设在外载荷作用下板簧接触部分一旦接触后不再分开。这里也忽略板片之间的摩擦作用。该计算方法也是把钢板弹簧简化为悬臂梁模型,进行计算。在实际计算分析中由于汽车上用的钢板弹簧有对称性,且装配时固定条件也是对称的,所以可以建立一半的模型进行计算。

可以看出这两个方法都必须在假定一定条件成立的基础上,在不同程度和角度上对钢板弹簧进行了简化。但是,这两种方法都忽略了钢板弹簧在实际工作状态下的复杂因素,如较大变形、摩擦和阻尼等。所以导致这两种方法分析计算的结果都存在着不同程度的误差。因此,对于钢板弹簧实际存在的这种大变形、接触等非线性状态,我们采取有限元法来对钢板弹簧的装配预应、刚度等进行分析。有限元法

有限元法是把无限自由度的连续体离散化,从而变为有限个单元节点参数进行计算分析的方法。它的特点是不需作任何假设,便可模拟实际工作状态下的连续体。尽管这一方法的分析结果也是不能够完全没有误差,但是可以通过选择适当的单元体的形状与数量,这样便使得分析结果达到要求的精度。有限元分析法可以建立复杂的几何形状或边界条件、复杂的材料的模型。所以比较而言用有限元法计算钢板弹簧的应力问题,理论上更严密、模型更准确,这样分析结果精度更高。

2.1 钢板弹簧的有限元建模

用ANSYS12.0建立实体模型,建模时需要注意的是,由于钢板弹簧在装配前就具有一定曲率半径,是弧形而非平直的,所以要根据实际物体尺寸参数建立其三维几何模型,本文对简化型(不带卷耳)的钢板弹簧进行分析,并且建模时忽略其中间的螺栓孔,三片钢板弹簧选择为同曲率。因为重载汽车钢板弹簧是对称结构,且在装配过程中受载荷和约束都是对称的,这里便可以对模型进行简化,所以建立钢板弹簧的1/4模型。

2.2 定义接触对

本次采用面-面接触单元来模拟板簧之间的接触,根据实际情况分别选择合适的类型来描述接触对的目标面单元和接触面单元。在指定接触面和目标面时,应该特别注意的是接触单元应被控制不得穿透目标面。钢与钢之间有润滑接触摩擦时,其静摩擦系数选择为0.1~0.12,所以本次分析各簧片之间的摩擦系数为0.1。通过Gul命令mainmenu——preproeessor——realconstant——Add——CONTA173即可对实常数进行定义。通过GUI命令mainmenu——preproeesso,——Elementtype——Add——TARGE170——options即设置关键字。

通过接触向导,将整个三片钢板弹簧总成定义2个接触对,每个接触对有一个目标面和一个接触面。

2.3 模型约束及模型的加载

因为所建模型为1/4模型,对称面上的约束都相同,分析中控制三片钢板弹簧中心截面每片弹簧截面的X、Y和Z方向的位移,且要模拟中心螺栓拧紧状态下及钢板弹簧的装配中的应力问题。

2.4 计算结果与分析

由上述加载后应力学分析模型图上的应力分布,可直观得出钢板弹簧各部分应力大小分布情况,这为应力分析及产品优化提供了依据。且从上图可得出:加载后所受应力最大处是第一片钢板弹簧的端部。由于对模型的简化较多,使得这次得出的分析结果在一定程度上会有偏差。所以,以后需深入研究建立更准确模型来进行模拟分析。结语

钢板弹簧板片之间的接触情况是非常复杂的,且载荷变化,各片之间的接触情况亦随之变化。在研究分析钢板簧力学特性时,板片间的接触摩擦对其结果的影响不容忽视。在考虑片间接触及其几何非线性的情况下,利用ANSYS有限元软件,对某三片等截面钢板弹簧模型其满载状况加载下的应力分布进行了模拟分析。需要注意的是,当表面接触应力较大时叶片的磨损会加速,并产生裂纹导致钢板弹簧疲劳损坏。

第二篇:东风悬架弹簧公司2007年计划销售4.22亿

在近日举行的东风汽车悬架弹簧公司2007年商务技术交流会上,该公司确定了2007年的市场销售目标;计划销售4.22亿元,形成“4:4:1:1”的市场格局,即东风内配套达到40%,东风外配套达到40%,备件达到10%,外贸出口达到10%。另外,通过技术营销,基本实现“2352”工程,即用3年时间,着力培育5个年销售额2000万元的重点社会配套企业,使企业外部市场销售额保持2个亿以上。

今年初,该公司确立了“经营市场化,管理精细化,制造柔性化,成本最低化,利润最大化”的经营思路,一切以用户为中心,关注市场需求,狠抓技术创新与技术进步,通过狠抓qcd改善,开展全价值链降成本,不断创新营销模式,规范业务流程,强化客户资源管理和信息管理,构建信息平台。今年前三季度,顺利实现经营预算目标。2006年全年预计可完成销售收入2亿元。

据统计,近三年来,该公司的新品销售收入累计已实现6770万元,连续两年蝉联中国汽车钢板弹簧行业营销冠军。东风内外部销售的比例由去年的5:4提升为今年的4:6,该公司的市场竞争能力得到明显加强,“中性化、市场化”定位初见成效。

第三篇:东风悬架弹簧公司2007年计划销售4.22亿

在近日举行的东风汽车悬架弹簧公司2007年商务技术交流会上,该公司确定了2007年的市场销售目标;计划销售4.22亿元,形成“4:4:1:1”的市场格局,即东风内配套达到40%,东风外配套达到40%,备件达到10%,外贸出口达到10%。另外,通过技术营销,基本实现“2352”工程,即用3年时间,着力培育5个年销售额2000万元的重点社会配套企业,使企业外部市场销售额保持2个亿以上。

今年初,该公司确立了“经营市场化,管理精细化,制造柔性化,成本最低化,利润最大化”的经营思路,一切以用户为中心,关注市场需求,狠抓技术创新与技术进步,通过狠抓QCD改善,开展全价值链降成本,不断创新营销模式,规范业务流程,强化客户资源管理和信息管理,构建信息平台。今年前三季度,顺利实现经营预算目标。2006年全年预计可完成销售收入2亿元。

据统计,近三年来,该公司的新品销售收入累计已实现6770万元,连续两年蝉联中国汽车钢板弹簧行业营销冠军。东风内外部销售的比例由去年的5:4提升为今年的4:6,该公司的市场竞争能力得到明显加强,“中性化、市场化”定位初见成效。

2007年,该公司将进一步致力于提升整车价值工作,扎实推进技术营销,提高市场反应速度,提升服务品质,深化QCDD改善活动,努力降低制造成本,提高产品品质和交付率,提升产品竞争力,最终形成“4:4:1:1”的市场格局,实现“2352”工程。

第四篇:有关汽车空气弹簧悬架的介绍等等1

汽车空气悬架的发展及我国研发对策思考

中国商用车专业门户网站 2008/09/03 19:45:05 发表评论

空气悬架诞生于19世纪中期,早期用于机械设备隔振。1947年,美国首先在普耳曼汽车上使用空气悬架,欧洲及日本等国家和地区也相继对汽车空气悬架作了应用研究。目前,国外汽车发达国家无论是客车还是载重汽车都已经比较普遍采用空气悬架系统。而国内却处于刚刚起步阶段,只应用在一些豪华客车和少部分重型载货车上。1、空气悬架的优点

空气悬架系统以空气弹簧为弹性元件,利用气体的可压缩性实现弹性作用。不论满载还是空载,通过压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节,整车高度不会变化,可以大大提高乘坐的舒适性。随着人们对舒适性要求的提高,空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性,正在逐步替代传统的钢板和螺旋弹簧悬架。空气弹簧的性能特点是:

(1)负载能力可调;(2)刚度随负载变化;(3)负载变化时,固有频率几乎不变;(4)固有频率较低。

空气弹簧运动性能的特点决定了空气悬架具有以下优点:(1)乘坐更舒适安全;

(2)改善车辆的行驶平顺性;(3)延长轮胎和制动片的使用寿命;(4)负载变化时车身高度不变;(5)减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本;(6)减少对道路的冲击,保护路面,降低高速公路的维修费用;(7)延长车辆的使用寿命并提升旧车价值。

2、国外空气悬架的发展历程及现状

20世纪30年代初,美国凡世通轮胎公司首次把空气弹簧应用于汽车工业。哈维·凡世通(Harvey Firestone)在亨利·福特一世(Henry Ford I)和托马斯·阿瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison)的技术支持下,在1934年研制出了柱式空气弹簧悬架系统——AIREDE空气弹簧。1944年通用汽车公司与凡世通公司合作,在其客车上进行了首轮试验。试验结果显示了空气悬架系统的内在优越性。通用汽车公司经过大量的产品研制开发工作,1953年开始试生产装有空气悬架的客车,这是商用汽车采用空气弹簧悬架的开始。20

世纪50年代中叶,固特异轮胎公司研制出一种滚动凸轮式空气弹簧,凸轮在活塞的型面上滚动,从而控制空气弹簧的负载变化关系曲线。同时,空气控制系统的巨大进步也为空气悬架的应用起了很大的推动作用。

随后不久,空气悬架技术在欧洲也得到很快发展,但欧洲的发展道路和北美有些不同。欧洲的汽车生产厂商并未将空气悬架变成单独总成,而是各自开发满足其独特车型需要的空气悬架。这种不同的发展道路使欧洲的空气悬架设计只适用于某种具体车型,并采用一些复杂技术,因而其成本较高。而北美的空气悬架通用性较强,应用较简单,成本较低。

美国纽威·安柯洛克国际公司在1951年成立时即作为一家悬架系统的专业生产厂家,为公路和非公路行驶的重型车辆设计和制造钢板弹簧悬架系统。不久,纽威公司向商用车市场投放了世界上第一种实际应用的空气悬架系统。因其通用性强,结构简单,成本较低,迅速占领了北美市场。随后纽威公司开发了一系列空气悬架产品,应用于世界各地的客车、货车、小轿车及铁道车辆上。

目前国外高级大客车几乎全部使用空气悬架,重型载货车使用空气悬架的比例也已达80%以上,空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升。部分轿车也逐渐安装使用空气悬架,如美国的林肯、德国的Benz300SE和Benz600等。在一些特种车辆(如对防振要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求高度调节的集装箱运输车等)上,空气悬架的使用几乎为唯一选择。

国外汽车空气悬架发展经历了“钢板弹簧气囊复合式悬架→被动全空气悬架→主动全空气悬架(即ECAS电控空气悬架系统)”的型式变化。主动全空气悬架应用了电子控制系统,使传统的空气悬架系统的性能得到很大改善,汽车在各种路面、各种工况条件下能实现主动调节、主动控制,并增加了许多辅助功能(如故障诊断功能等)。目前ECAS系统在欧洲一些国家的大客车上已经大量应用。随着人们生活水平的提高,对汽车舒适性的要求越来越高,可以预见,ECAS这一先进的空气悬架系统在汽车上的应用将越来越普及。

3、我国空气悬架的应用发展现状

目前国内拥有空气悬架项目的公司为数众多,但真正拥有空气悬架系统设计开发、制造的寥寥无几,规模也十分有限。目前国内具有代理性质但无实际设计能力的公司居多,主要以代理美国、德国、韩国、日本产品为主,公司规模一般不大,产品有限。由于代理公司主要是以追求经营利润为导向,对设计匹配等技术环节往往存在先天不足,导致主机厂出现问题时无法及时解决等问题,影响被代理产品的声誉及市场,因此,国外的制造公司也纷纷以不同的方式直接介入中国市场。比如,美国FIRESTON公司在允许一定代理的同时,在上海设立了销售办事处,日本NHK弹簧公司在重庆合资成立NHK重庆公司,韩国大圆钢业会社在天津合资成立大圆天津公司,丹麦丹拂斯公司在天津合资成立丹拂斯天津公司,美国固特异公司在大连、青岛相继建立工厂。另外,整车厂为降低成本,把空气悬架系统细分成气囊、推力杆、直拉杆、稳定杆、高度阀、平衡阀、线束、减振器、导向臂等项目采购,也导致了国内空气悬架产品的部件加工、制造正在往高度离散的方向发展。

空气悬架在我国的应用已经落后国外几十年,直到近几年随着高档客车制造技术的引进以及人们对舒适性要求的提高,加上国家对客车等级划分的标准要求,空气悬架才开

始逐步应用起来。目前空气悬架主要集中应用在高等级客车上,但是受多方面因素的制约,空气悬架的配置率还很低,基本上还属于“导入”阶段。据掌握的不完全资料,国内部分数量相对较大的应用主要集中在郑州宇通、厦门金龙、苏州金龙、扬州亚星、一汽客底、东风杭汽等规模较大的主要客车及底盘厂家。2002~2004年的大致情况:郑州宇通有部分自主开发的产品,主要选配Newway及ReycoReyco的空气悬架;扬州亚星主要选用Neway及Reyco的空气悬架;东风杭汽近两年先后采用Neway和科曼的空气悬架;一汽客底主要选用Neway或Reyco的空气悬架;厦门金龙、苏州金龙一边选用Neway、科曼或其他国外公司的产品,一边在进行自主开发。此外,国内其它一些客车厂家也都是少批量、以选装国外空气悬架产品为主。目前汽车空气悬架在载重货车的应用国内尚处于起步阶段。

由于国内已经能够生产优质的空气悬架部件,以此为支撑,汽车主机厂开始自己设计空气弹簧悬架产品。其产品符合中国道路状况和车辆实际条件,并选装国内优秀的部件,成本降低。以郑州宇通客车股份有限公司为例,2000年以前采用北京柯布克公司代理的产品,由于该产品与中国车辆、道路匹配出现了一系列问题,后来部分采用其他公司代理的产品,同样出现了问题,而且存在成本昂贵的因素。所以宇通公司成立了“郑州百特零部件公司”,自己设计匹配,分散采购。2002年宇通公司本部生产空气悬架客车235辆,除“猛狮”系列属德国进口底盘外,国产车空气悬架各部件大多为国内加工制造。由于一些主机厂本身在空气悬架系统方面无研制开发能力,完全依赖于外部市场,从而采取了直接进口国外成熟的空气悬架系统产品,或是依靠国内的有关公司。以安凯、西沃为典型代表。

 4、我国空气悬架的市场前景

我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件。到2003年底,我国高速公路通车里程接近30 000 km,位居世界第二,仅次于美国。而且高速公路正以每年4 000 km的速度增长。按照规划,我国到2020年将建成70 000 km的高速公路,完成我国现代化交通网络的基本骨架。国内高速公路的发展对空气悬架国内市场产生了很大的促进作用。我国高速公路的迅速发展和运输量的增加以及对高性能客车的需求,都对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求,空气悬架客车将逐渐得到广泛的应用。此外,重型汽车对路面破坏机理的研究及认识进一步加深,政府对高速公路养护的重视,2004年6月国家治理限制超载政策的出台,使空气悬架在重型车市场的应用也正在进一步扩大,为适应高速公路运输的需要,高级客车和重型载货车都必须使用空气悬架。

高级客车市场的快速发展将大大拉动空气悬架产品的需求增长。近几年,空气悬架的需求主要是与高等级客车的销售量直接相关,2002年高级客车销售量为4 000辆左右,2003年突破6 000辆,据统计高级客车的需求以每年15%的速度增长。根据国家汽车行业“十五”规划要求,我国的客车将“重点发展适应高速公路需要的大中型客车、专用客车底盘及关键总成”并“根据市场需求适当发展高档旅游客车”。专家预测,2005年大中型客车年需求量为7.7万~8.2万辆(其中大型客车为3.1万~3.4万辆,中型客车为4.6万~4.8万辆)。2004年,交通部颁布实施《营运客车类型划分及等级评定》(JT/T 325-2004)行业标准,新颁布实施的标准里面对大中型客车配置悬架类型作了规定,其中高级大中型客车必须采用空气悬架。这为空气悬架产品的推广使用创造了一个良好的外部环境。

载货汽车必将成为空气悬架市场的支撑点。根据国家汽车行业“十五”规划要求,载货汽车的重点是发展重型载货汽车。专家预测,2005年重型载货汽车年需求将达35万~38万辆。仅从东风汽车有限公司2002年4月公开发布的2004~2007年中期事业计划来分析,预计未来几年“东风有限”系列商用车的空气悬架配置数量约在15 000~30 000套规模;一汽集团的系列商用车的空气悬架配置数量也大约不低于此数量。综合分析预测,预计2005年全年在国家宏观产业政策引导下,适应高速公路需要的大中型客车、高档旅游客车,使用空气悬架弹簧的配置率将会较快地增长,其中大型客车占年产量30%比例,中型客车占5%比例,将有10 000~12 000辆客车采用空气悬架弹簧;重型载货汽车预计有5%~10%的比例,即20 000~40 000辆将采用空气悬架系统。

5、我国空气悬架的研发现状及对策思考

以空气弹簧悬架取代传统的钢板弹簧悬架,既是必然趋势,也是现实的客观要求。目前,摆在国内商用车厂商面前的形势是:谁先掌握了汽车空气悬架的开发技术,谁领先开发出配置空气悬架的成熟车型,谁就掌握了今后若干年内商用车市场的先机和主动。因此,对于我国汽车业界而言,空气悬架项目不仅仅是一个难得的商机,更重要的意义在于空气悬架的广泛应用可以较快提升我国商用车的档次、技术水平和市场竞争力,缩短与国外商用车的技术、等级差距,巩固和扩大国产商用车的市场份额。我国长春汽车研究所早在1957年就开始了空气悬架技术的研究,不少高校的相关专家及研究机构多年来也做了大量富有成效的工作,并取得了许多重要研究成果。但是由于种种原因,这些研究成果大多还停留在理论上,产业转化率非常低,导致许多有价值的研究没能继续坚持和深入下去。我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发达国家相比处于明显的落后地位。

目前,我国在汽车悬架系统方面,除了钢板弹簧悬架的设计及应用比较成熟以外,其它悬架技术的应用绝大部分还处于车型引进、仿制或直接购买产品阶段。悬架产品的设计开发滞后,一方面表现在设计手段落后,计算机应力分析、动态仿真在企业中应用还较少;另一方面没有建立一套完善的设计评价体系。在美国,由于空气悬架的普遍应用,已经成就了一批专门从事空气悬架设计、制造的悬架专业公司。我国交通行业标准《营运客车类型划分及等级评定》已经规定,高级大、中型客车要采用空气悬架,但既没有一家整车厂能独立设计出空气悬架并成功地应用于整车,也没有一家悬架专业公司能够设计出并向市场提供成熟的空气悬架产品。虽然我国加入WTO之后,汽车及零部件产业会全面融入全球经济一体化,汽车行业可以实现全球采购,但是不能拥有悬架设计和制造的关键技术,整车的市场竞争力肯定会削弱。

根据这种状况,我国汽车零部件企业应当抓住机遇,加快研发空气悬架产品。首先必须明确划分空气悬架系统设计开发的权限与分工,由研发部门负责研发方向、确定系统特性参数,指定具体的二级开发单位,实现产品的快速研发和升级换代;其次,要从产品的工艺路线入手,制定合理的开发配套模式,集中于一家公司采取“二级开发、总成集配、模块供货”。

最后,应摒弃狭隘的自主开发理念,积极开展与国外强势企业的合资合作,加快融入空气悬架领域的国际竞争、合作和发展,最终实现我国商用汽车整体技术水平及竞争实力的提升。

第五篇:中国弹簧扁钢及钢板弹簧市场运行情况简析

中国弹簧扁钢及钢板弹簧市场运行情况简析

2016年中国汽车产销超过2800万辆,实现14%左右的大幅增长。与此同时,商用车产销也结束了自2013年以来持续下滑的态势,产销量同比增长7%,其中,中重型商用车同比涨幅更是高达57%,高光表现引起市场的广泛关注,汽车用钢市场越来越受到关注。汽车用钢多数属于高技术高附件值的钢材,且种类繁杂,也是各大钢厂重点研发和开拓的领域。本文在此仅就汽车用弹簧扁钢及其制品—钢板弹簧做简要分析。

一、弹簧扁钢的界定

(一)扁钢、普碳扁钢和弹簧扁钢的定义和区别 扁钢

扁钢是指宽12-300mm、厚4-60mm、截面为长方形并稍带钝边的钢材。普碳扁钢

普碳扁钢是指含碳量为0.06-0.22%的扁钢。

用途:扁钢可以是成品钢材,也可以做焊管的坯料和叠轧薄板用的薄板坯。主要用途:扁钢作为成材可用于制箍铁、工具及机械零件,建筑上用作房架结构件、扶梯。

弹簧扁钢(广义)

弹簧扁钢是指具有良好弹性形变能力的扁钢。C含量在0.26-0.90%。用途:主要用于制造汽车、拖拉机、铁路运输等机械上的钢板弹簧。扁钢按其形状分为两种:平面弹簧扁钢和单面双槽弹簧扁钢。

(二)弹簧钢的牌号及化学成分(GB/T1222-2007)

现行的弹簧扁钢标准是根据中华人民共和国国家弹簧钢标准(标准号:GB/T1222-2007)的规定实施的,根据C、Si、Mn、Cr和A等元素含量的不同,分为以下几大类。常见的有65Mn、60Si2Mn、60Si2MnA等品种,牌号明细详见下表。

图表1:弹簧扁钢制成品—钢板弹簧

数据来源:(GB/T1222-2007),MRI

二、国内弹簧扁钢市场竞争格局

(一)主要的弹簧扁钢生产企业及其营销情况

根据特钢协会的统计,结合Mysteel的市场调研,目前国内生产弹簧扁钢的钢厂较少,仅有十几家,且行业集中度较高,最大的弹簧扁钢生产企业是方大特钢,年产量在60万吨以上,国内市场占有率超过40%;其他弹簧扁钢生产企业主要为兴澄特钢、新冶钢、青岛特钢以及鄂钢等。此外,民营企业中,天津大强钢铁、河北永洋特钢2016年的弹簧扁钢产量也较大,月产量均在2万吨以上。由于弹簧扁钢自身产品属性的问题(型号专

一、用途单

一、流通量小等),市场交易的资源多以钢厂直发或直供为主,价格多为一单一议。各钢厂产品基本都可全国范围内销售,也有一定的出口,比如方大特钢、兴澄特钢产品均有出口非洲、美洲、东南亚和日本等地区。

(二)国内弹簧扁钢龙头企业—江西方大特钢简介

方大特钢是中国最大的弹簧扁钢和汽车板簧生产基地,具有年产铁230-250万吨、钢250-300万吨、材(坯)290-310万吨,年产弹簧扁钢60万吨以上、汽车板簧13.5万吨、稳定杆40万件、扭杆20万件的综合生产能力。拥有完整的“冶炼→轧制弹扁→板簧”产业链,产品主要包括44.5—120mm×5.5—40mm弹簧扁钢、300多种汽车板簧。弹簧扁钢品牌“长力牌”荣获江西省名牌产品、全国用户满意产品,分别占有二汽用量100%、一汽用量60%的份额,并占有东南亚、南美、北非等国家进口弹簧扁钢总量30%以上。汽车板簧系列产品则拥有“长力”、“红岩”、“春鹰”三大知名品牌,汽车板簧国内市场占有率达到20%以上,亦位列全国第一位。

方大特钢在细分市场及细分市场产业链的龙头企业地位得益于其实施以差异化战略为核心,低成本战略、精品战略、差异化战略相结合的组合竞争战略。近几年,方大特钢更是积极实施纵向一体化战略,通过股权投资、并购重组等方式控股重庆红岩方大汽车悬架公司、江西远成汽车零部件公司、江西江铃汽车零部件公司,走出一条稳定产业链的新路子。

三、弹簧扁钢用途概述

弹簧扁钢用途单一,主要是生产钢板弹簧,钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件,它是由若干片等宽但不等长(厚度可以相等,也可以不相等)的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁,主要应用于大中型货车(卡车)和客车的悬架系统。

钢板弹簧的分类:(1)多片簧

由多片长度不等,宽度一样的钢片所迭加起来。多片钢板弹簧的各片钢板迭加成倒三角形状,最上端的钢板最长,最下端的钢板最短,钢板的片数与支承客车的重量相关,钢板越多越厚越短,弹簧刚性就越大。但是,当钢板弹簧使用时间长了以后,各片之间就会互相滑动摩擦产生噪声。钢板间的相对摩擦还会引起弹簧变形,造成行驶不平顺。

(2)少片簧

由两端薄中间厚、等宽等长的钢片所迭加起来。少片钢板弹簧的钢板截面变化大,从中间到两端的截面是逐渐不同,因此轧制工艺比较复杂,价格也比多片簧贵。少片簧与多片簧比较起来,在相同刚度(即相同承载能力)的情况下,少片簧比多片簧轻约50%左右,降低了油耗,增加了行驶平顺性。而且少片簧单片之间为点接触,减少了相对摩擦及振动,增加了乘坐舒适性。

备注:卡车一般采用等截面钢板簧,重型车前簧采用等截面、后簧采用变截面钢板弹簧。客车一般采用变截面钢板簧。卡车钢板弹簧的排列为纵式排列,主要是出于负重的目的(见图2)。

图表2:弹簧扁钢制成品—钢板弹簧

数据来源:MRI

图表3:钢板弹簧用途展示

四、钢板弹簧行业发展概况及分析

(一)钢板弹簧的供需分析

汽车钢板弹簧的产销与国内商用车整车产销情况紧密关联。2014-2015年在商用车整车产销持续下降的影响下,汽车钢板弹簧行业的整体产销也出现持续下滑。2014年汽车钢板弹簧行业的产量下降到146.7万吨,环比下降了2.2%;2015年进一步下降到142万吨,环比下降了3.2%。不过,2016年我国汽车产销分别完成2811.9万辆和2802.8万辆,同比分别增长14.5%和13.7%,高于上年同期11.2和9.0个百分点。在汽车产销同比大幅增长的情况下,商用车产销增长也由负转正,其中中重型车(货车和客车)增长迅猛。由下图可见,2016年商用车产量达到369.8万吨,同比增长7%左右,结束了自2013年以来的负增长,其中中重型商用车(包含货车和客车)同比涨幅巨大,较上年同期大幅增长近57%。考虑到钢板弹簧消费最大的中重卡2016年同比增幅较大(2016年中重卡产量达到97万辆,同比增长21%),由此推动钢板弹簧需求增长,笔者推算2016年钢板弹簧产量在170万吨左右。

图表4:国内汽车产量统计表(单位:万辆)

数据来源:中汽协,MRI 图表5:国内汽车钢板弹簧2011-2016年产量走势

数据来源:汽车钢板弹簧委员会,MRI

(二)钢板弹簧产业竞争格局

1、产业集中度低。与弹簧扁钢产业的高集中度形成对比,目前国内汽车钢板弹簧行业的产业集中度较低。据汽车钢板弹簧委员会的统计,截止2015年底,全国仍有240余家汽车钢板弹簧生产制造企业。在这些企业中,大多数企业产能很小,不足1万吨,且开工不足,56%处于半停产状态,与主流整车企业保持配套关系的企业仅40余家。为了摆脱经济新常态的影响,许多企业选择了多元化和相关多元化的发展,行业企业中,民营企业占了绝大多数,国有及国有控股企业仅剩东风汽车悬架弹簧有限公司一家。

2、国内外竞争激烈。随着商用车整车企业间的竞争加剧,以及国际化竞争的需要,整车企业与原供应商的紧密程度出现松动,引进B点供应商或全球竞选供应商已悄然启动。比如东风商用车公司与沃尔沃合资组建的东风沃尔沃公司,在悬架产品供应商的选择上就采用了全球海选方式,而东风商用车公司在其新车型、新型悬架类型的供应商选择上也采用走出去的方式,其换代工程车的悬架采用的是橡胶悬架,就没有沿用过去内部工艺路线的做法,而考察选择了美国汉德森在国内合资公司制造的产品。

3、价格竞争转为差异化竞争。此外,行业成员间的竞争已由过去单一的同类产品上的价格竞争转为差异化的竞争,通过“你无我有”的方式,逐步渗入竞争对手传统的客户中去。比如,山东雷帕得弹簧有限公司通过商用车扭杆和稳定杆产品,成功切入到东风商用车公司,实现了其过去曾经希望通过钢板弹簧产品途径切入东风商用车公司的夙愿,而东风汽车悬架弹簧有限公司由于没有商用车扭杆和稳定杆产品,只能看着其进入东风商用车供应商平台,未来在同一个供应商平台上,山东雷帕得弹簧有限公司就有极大的便利参与到钢板弹簧产品的竞配,获得B点供应商身份,尽管目前东风商用车公司的钢板弹簧产品仍100%由东风汽车悬架弹簧有限公司供配。

(三)钢板弹簧市场需求及变化趋势

根据相关协会的统计及Mysteel的调研,钢板弹簧80%左右消费在整车的配套中,约18%左右作为售后备件,2-4%左右用于出口。据悉出口的产品以变截面的钢板弹簧总成和单片为主,其中,80%是用于汽车的维护维修。

图表6:国内汽车钢板弹簧需求格局(2016年)

数据来源:汽车钢板弹簧委员会,MRI 2016年商用车产销同比实现了正增长,且这种势头有望在2017年得以维持,这主要由于:一方面我国较高速增长的基础设施的投资对商用车的需求有一定程度的推动作用;另一方面,受到去年“921”治超新政的影响及汽车新标准的出台,公路运力短缺,重卡新车产销迅猛攀升。此外,随着重卡更新换代周期的到来,重卡需求近期有望获得支持。

整体来看,在“十三五”期间,笔者认为中重型商用车的总需求量将有望保持稳健,年需求在100万辆左右,不会出现大幅度的涨跌或跳跃式的发展;且得益于新型城镇化建设、互联网+物流(网商、网店的快速成长)和同城快捷物流网的建设等需求,轻型商用车将快速增长。

不过值得指出的是,近几年,新能源汽车的产销迅猛增长,加速了各类新型悬架随着整车轻量化和整车技术的稳步提升而逐步取代传统钢板弹簧的步伐。比如,在客车方面,大型客车已全部采用了被动式的空气悬架,部分高端车型已经选配电控主动控制悬架;中型客车,特别是一线城市的城市公交车,也开始普遍使用空气悬架;轻型客车,已开始尝试使用复合材料板簧。在卡车方面,中国重汽、东风商用车公司的部分大型矿山用车和工程车已选装美国翰德森橡胶悬架;大型和超大型全路面工程车辆几乎全部使用进口的油气悬架;重型公路货运卡车已开始使用空气悬架;中卡也更多的采用高应力轻量化的钢板弹簧产品。因此综合汽车行业的发展趋势,笔者认为,未来国内钢板弹簧行业难见大的产需增长,且伴随新型汽车悬架系统的发展,钢板弹簧有被逐步替代的趋势,容量增长空间有限,弹簧扁钢的需求增长空间也不会很大。

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