[发明专利]高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法

说明书

本发明涉及高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法，属于车辆悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧和副簧的结构参数，弹性模量，主簧和副簧的初始切线弧高设计值，空载及额定载荷，对高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性进行仿真计算。通过样机仿真及车辆行驶平顺性试验可知，本发明所提供的高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法是正确的，在给定载荷下的悬架偏频仿真计算值与试验测试验证值相吻合。利用该方法可得到准确可靠的悬架偏频仿真计算值，确保板簧满足悬架偏频特性的设计要求，从而提高产品的设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性；同时，降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架板簧，特别是高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法。

背景技术

随着高强度钢板材料的出现，车辆悬架可采用高强度两级渐变刚度板簧，从而进一步满足在不同载荷下悬架渐变偏频保持不变的设计要求，其中，高强度两级渐变刚度板簧悬架在不同载荷下的偏频特性，对车辆行驶平顺性和安全性具有重要影响。由于高强度两级渐变刚度板簧的刚度不仅与主簧和一级副簧及二级副簧的结构参数有关，还与各次接触载荷有关，而且在渐变接触过程中的接触长度和渐变刚度都随载荷而变化，因此，高强度两级渐变刚度板簧的刚度特性计算非常复杂。而对于给定设计结构的高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算，还受接触载荷仿真计算这一关键问题的制约，因此，据所查资料可知，先前国内外一直未给出高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对高强度两级渐变刚度板簧悬架系统设计提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性和安全性提高及对高强度两级渐变刚度板簧设计及特性仿真的要求，从而提高产品的设计水平、质量及车辆行驶平顺性和安全性；同时，降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法，仿真计算流程图，如图1所示。高强度两级渐变刚度板簧的各片板簧采用高强度钢板，宽度为b，弹性模量为E，各片板簧以中心栓穿装孔为中心的对称结构，其安装夹紧距的一半L₀为骑马螺栓夹紧距的一半L₀；高强度两级渐变刚度板簧的的一半对称结构如图2所示，由主簧1、第一级副簧2和第二级副簧3构成，其中，主簧1的片数为n，主簧各片的厚度为h_i，一半长度为L_iT，一半夹紧长度为L_i＝L_iT-L₀/2，i＝1,2,…,n。第一级副簧2的片数为m₁，第一级副簧各片的厚度为h_A1j，一半长度为L_A1jT，一半夹紧长度为L_A1j＝L_A1jT-L₀/2，j＝1,2,…,m₁。第二级副簧3的片数为m₂，第二级副簧各片的厚度为h_A2k，一半长度为L_A2kT，一半夹紧长度为L_A2k＝L_A2kT-L₀/2，k＝1,2,…,m₂。在主簧末片下表面与第一级副簧首片上表面之间设有第一级渐变间隙，在第一级副簧末片下表面与第二级副簧首片上表面之间设有第二级渐变间隙，确保满足渐变刚度板簧的第1次开始接触载荷、第2次开始接触载荷和第2次完全接触载荷、渐变刚度、及在渐变载荷下悬架偏频相等的设计要求。根据各片板簧的结构参数，弹性模量，主簧和副簧的初始切线弧高设计值，空载载荷及额定载荷，对高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性进行仿真计算。

为解决上述技术问题，本发明所提供的高强度两级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法，其特征在于采用以下仿真计算步骤：