[发明专利]非等偏频一级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法

摘要

本发明涉及非等偏频一级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法，属于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、初始切线弧高设计值、额定载荷，在开始接触载荷仿真计算的基础上，对非等偏频一级渐变刚度板簧在不同载荷下的主簧和副簧的根部最大应力进行仿真计算。通过样机加载应力测试可知，表明本发明所提供的非等偏频一级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法是正确的。利用该方法可得到准确可靠的主簧和副簧的根部最大应力仿真计算值，确保满足应力强度设计要求，提高板簧的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶平顺性和安全性；同时，降低产品设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

非等偏频一级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法，其中，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，确保板簧渐变刚度、悬架偏频特性和主簧应力强度设计要求，即非等偏频一级渐变刚度板簧；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、额定载荷，在开始接触载荷仿真计算的基础上，对不同载荷下的非等偏频一级渐变刚度板簧的主簧和副簧的根部最大应力进行仿真计算，具体仿真计算步骤如下：(1)主簧的最大厚度板簧的厚度hmax和根部叠加部分等效厚度hMe的确定：根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi，i＝1,2,…,n，对主簧的最大厚度板簧的厚度hmax和主簧的根部叠加部分的等效厚度hMe进行确定，即hmax＝max(hi)；hMe=Σi=1nhi33;]]>(2)副簧的最大厚度板簧的厚度hAmax和主副簧的根部叠加部分的等效厚度hMAe的确定：根据副簧片数m，各片副簧的厚度hAj，j＝1,2,…,m；及步骤(1)中计算得到的hMe，对副簧最大厚度板簧的厚度hAmax和主副簧的根部叠加部分的等效厚度hMAe进行确定，即hAmax＝max(hAj)；hMAe=hMe3+Σj=1mhAj33;]]>(3)非等偏频一级渐变刚度板簧的开始接触载荷Pk的仿真计算：根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；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跨长度L1，主簧初始切线弧高HgM0；首片副簧的一半夹紧长度LA1，副簧初始切线弧高HgA0；步骤(1)中计算所得到的hMe，对开始接触载荷Pk进行仿真计算，即：Pk=EbhMe3(RA0a-RM0b)6L1RM0bRA0a;]]>式中，RM0b为末片主簧下表面初始曲率半径，RA0a为首片副簧上表面初始曲率半径，(4)非等偏频一级渐变刚度板簧的主簧根部最大应力σMmax的仿真计算：根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，额定载荷PN；首片主簧的一半夹紧长度L1，步骤(1)中所得到的hmax和hMe，步骤(2)中所得到的hMAe，及步骤(3)中仿真计算得到的Pk，对不同载荷P下的主簧根部最大应力σMmax进行仿真计算，即σMmax=hmax3PL1bhMe3,0≤P≤Pkhmax3PkL1bhMe3+hmax3(P-Pk)L1bhMAe3,Pk<P≤PN;]]>(5)非等偏频一级渐变刚度板簧的副簧根部最大应力σAmax的仿真计算：根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，额定载荷PN；首片主簧的一半夹紧长度L1，步骤(2)中所得到的hMAe和hAmax，步骤(3)中仿真计算得到的Pk，对不同载荷P下的副簧根部最大应力σAmax进行仿真计算，即σAmax=hAmax3(P-Pk)L1bhMAe3,Pk≤P≤PN.]]>