[发明专利]高强度一级渐变刚度板簧的载荷挠度特性的仿真计算方法

摘要

本发明涉及高强度一级渐变刚度板簧的载荷挠度特性的仿真计算方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据主簧和副簧的结构设计参数，主簧加紧刚度，主副簧复合加紧刚度，主簧和副簧的初始切线弧高，弹性模量和额定载荷，对高强度一级渐变刚度板簧的载荷挠度特性进行仿真计算。通过额定载荷下的主簧挠度仿真计算值与设计值的比较可知，本发明所提供的高强度一级渐变刚度板簧的载荷挠度特性的仿真计算方法是正确的，可得到准确可靠的挠度仿真计算值，为高强度一级渐变刚度板簧的最大限位挠度及主副簧间隙的仿真计算奠定了可靠的技术基础；同时，利用该方法可提高产品设计水平、质量和性能，并且还可降低设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

高强度一级渐变刚度板簧的载荷挠度特性的仿真计算方法，其中，板簧采用高强度钢板，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；通过主簧和副簧的初始切线弧高及渐变间隙，确保满足板簧接触载荷、渐变刚度及悬架在渐变载荷下的等偏频的设计要求，即等偏频型一级渐变刚度板簧；根据所设计主簧和副簧的结构参数、主簧夹紧刚度和主副簧复合夹紧刚度、弹性模量、主簧初始切线弧高和副簧初始切线弧高设计值，对高强度一级渐变刚度板簧的载荷挠度特性进行仿真计算，其特征在于采用以下具体仿真计算步骤：(1)高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷Pk的仿真计算：A步骤：末片主簧下表面初始曲率半径RM0b的仿真计算根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi，i＝1,2,…n，首片主簧的一半夹紧长度L1，主簧初始切线弧高HgM0，对末片主簧下表面初始曲率半径RM0b进行仿真计算，即RM0b=L12+HgM022HgM0+Σi=1nhi;]]>B步骤：首片副簧上表面初始曲率半径RA0a的仿真计算根据首片副簧的一半夹紧长度LA1，副簧初始切线弧高HgA0，对首片副簧上表面初始曲率半径RA0a进行仿真计算，即RA0a=LA12+HgA022HgA0;]]>C步骤：主簧根部重叠部分等效厚度hMe的计算根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi，i＝1,2,…n，对主簧根部重叠部分的等效厚度hMe进行计算，即hMe=h13+h23+...+hn33;]]>D步骤：渐变刚度板簧开始接触载荷Pk的仿真计算：根据高强度一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片主簧的一半夹紧跨长度L1，A步骤中计算得到的RM0b，B步骤中计算得到的RA0a，及C步骤中计算得到的hMe，对高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷Pk进行仿真计算，即Pk=EbhMe3(RA0a-RM0b)6L1RM0bRA0a;]]>(2)高强度一级渐变刚度板簧的完全接触载荷Pw的仿真计算根据主簧夹紧刚度KM，主副簧的复合夹紧刚度KMA，及步骤(1)中仿真计算得到的Pk，对高强度一级渐变刚度板簧的完全接触载荷Pw进行验算，即Pw=KMAKMPK;]]>(3)高强度一级渐变刚度板簧的渐变夹紧刚度KkwP的仿真计算根据主簧夹紧刚度KM，步骤(1)中仿真计算得到的Pk，步骤(2)中仿真计算得到的Pw，对高强度一级渐变刚度板簧在载荷P∈[Pk,Pw]范围内的渐变夹紧刚度KkwP进行仿真计算，即KkwP=KMPPk,P∈[Pk,Pw];]]>(4)高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷P下的挠度特性的仿真计算：根据主簧夹紧刚度KM，主副簧的复合夹紧刚度KMA，额定载荷PN，步骤(1)中仿真计算得到的Pk，步骤(2)中仿真计算得到的Pw，步骤(3)中仿真计算得到的KkwP，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷P下的挠度特性进行仿真计算，即fM=PKM,0≤P<PkPkKM+∫PkPdPKkwP,Pk≤P<PwPkKM+∫PkPwdPKkwP+(PN-Pw)KMA,Pw≤P≤PN.]]>