刘欢，王海庆，张建设，成天健，张磊，黄坤，罗驰

(1.武汉海威船舶与海洋工程科技有限公司，武汉 43000;2.东风汽车底盘系统有限公司，湖北 十堰 44200)

0 前言

随着商用车排放标准不断升级和节能减排、改善车辆行驶平顺性的迫切需求，汽车轻量化已成为行业发展的必然趋势[1-2]。与钢质板簧相比，复合材料副簧不仅减重效果卓越，其疲劳寿命和减振效果均优于钢质板簧[3-6]。在副簧的主体结构设计上，现有复合材料副簧主体结构分为单片式和多片式，结构的截面以等厚度边截面设计为主。尽管这些方法在达到副簧需要的强度、刚度的同时可降低副簧的重量，但不能完全发挥复合材料本身的性能[7-8]。

本文针对某型商用车用复合材料副簧进行结构优化设计和铺层优化设计，利用有限元分析软件对其在规定的载荷工况下对副簧的变形量和应力进行计算求解，并依据求解结果推算出相应的刚度和安全系数。依据得到的刚度结果对结构设计和铺层设计进行优化迭代，从理论上得到了满足技术要求的副簧结构。同时，对按上述最终设计要求制造出的复合材料副簧样品进行台架试验。试验结果与有限元计算结果在合理的误差范围内，进一步验证了该复合材料副簧设计方法的准确性和可靠性。

1 总成结构设计

复合材料副簧总成结构如图1所示。总成结构包括复合材料副簧主体，复合材料副簧主体中间的上、下表面分别顺次叠放中间垫块，上、下折弯板，然后通过定位销与主簧进行连接与定位；……