[发明专利]汽车变截面板簧刚度及强度计算方法及系统

说明书

一种汽车变截面板簧刚度及强度计算方法及系统，该方法包括：将板簧半侧的参数定义为变量，板簧一半的长度为L，板簧宽度为b，板簧受到的最大载荷为F，弹性模量为E，板簧截面变化处的坐标为xi，截面变化处截面高度为yi，根据xi、yi的值基于线性插值函数拟合板簧在整个长度方向上，各个截面的高度hx(x)；将板簧沿长度方向分成n份，求解每个等分截面处x坐标系列X、每个截面的惯性矩I(x)、抗弯截面系数W(x)、每个截面处所受的弯矩M(x)，将板簧半侧的受力行为以悬臂梁的形式进行分析，用积分法求解各个簧片的末端位移值，再求解板簧单侧的刚度值及板簧总刚度；计算板簧的强度。本发明能够解决现有技术计算过程复杂、周期长、易出错的问题。

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车变截面板簧刚度及强度计算方法及系统。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展和人们生活条件的不断改善，汽车已经成为人们生产生活不可或缺的交通工具之一。汽车中钢板弹簧(简称板簧)成本低，维修方便，广泛应用于客车、卡车、皮卡中。变截面钢板弹簧可以实现材料的等强度设计，使得材料的性能得到充分的发挥，实现轻量化、降低成本以及提高汽车舒适性，所以，变截面钢板弹簧广泛应用于新一代的汽车产品中。

变截面钢板弹簧为了减少板簧间的摩擦，通常在板簧末端增加了很大的端垫，使得板簧各片间不相互接触，该结构为基于材料力学基本理论计算板簧强度及刚度提供了基础，但现有技术中，对变截面钢板弹簧的刚度及强度的计算还存在计算过程复杂、计算周期较长、容易出错的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的在于提出一种汽车变截面板簧刚度及强度计算方法，以解决现有技术计算过程复杂、计算周期较长、容易出错的问题。

一种汽车变截面板簧刚度及强度计算方法，所述方法包括：

将板簧半侧的参数定义为变量，板簧一半的长度为L，板簧宽度为b，板簧受到的最大载荷为F，弹性模量为E，板簧截面变化处的坐标为xi，截面变化处截面高度为yi，根据xi、yi的值基于线性插值函数拟合板簧在整个长度方向上，各个截面的高度hx(x)；

将板簧沿长度方向分成n份，求解每个等分截面处x坐标系列X、每个截面的惯性矩I(x)、抗弯截面系数W(x)、每个截面处所受的弯矩M(x)，将板簧半侧的受力行为以悬臂梁的形式进行分析，用积分法求解各个簧片的末端位移值，然后求解板簧单侧的刚度值，进而计算出整片板簧的总刚度；

根据板簧类型计算板簧的强度。

根据本发明提供的汽车变截面板簧刚度及强度计算方法，通过计算机编程语言就可以实现汽车变截面板簧刚度及强度的计算，通用性强，计算过程简单、效率高、计算周期较短，不容易出错，大大缩短了板簧开发周期，而且方便对变截面板簧参数进行优化设计，具有很大的工程价值。

另外，根据本发明上述的汽车变截面板簧刚度及强度计算方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，根据板簧类型计算板簧的强度的步骤具体包括：

对于单片板簧，根据各个截面的所受的弯矩及各截面抗弯截面系数，求解各个截面的强度；

对于多片板簧，根据各个簧片的刚度，计算各个簧片在外载荷作用下，单片所承受的载荷，然后计算各个截面处的弯矩，根据各个截面的弯矩及抗弯截面系数计算强度，板簧的总刚度为各片簧刚度的叠加。

进一步地，用积分法求解各个簧片的末端位移值的步骤中采用下式计算各个簧片的末端位移值disp：

M(x)＝F*x

进一步地，求解板簧单侧的刚度值的步骤中采用下式计算板簧单侧的刚度值stiff-half：