[发明专利]一种高强度一级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法

摘要

本发明涉及一种高强度一级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据所设计的高强度一级渐变刚度板簧的各片主簧和副簧结构参数，弹性模量，主簧初始切线弧高和副簧初始切线弧高，板簧悬架系统的空载载荷和额定载荷，对高强度一级渐变刚度板簧悬架系统在不同载荷情况下的偏频特性进行仿真计算。利用该方法，通过偏频特性仿真计算和验证，可及时发现可高强度一级渐变刚度板簧设计所存在问题，通过改进设计确保偏频特性的满足悬架系统设计要求，从而进一步提高高强度一级渐变刚度板簧悬架系统设计水平、质量和性能，提高车辆行驶平顺性和安全性；同时，还可降低设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

1.一种高强度一级渐变刚度板簧悬架系统偏频特性的仿真计算法，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，从而满足板簧接触载荷及在渐变载荷时的悬架系统偏频保持不变的设计要求,即等偏频型一级渐变刚度板簧悬架；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，空载载荷P₀和额定载荷P_N，对高强度一级渐变刚度板簧悬架系统在不同载荷情况下的偏频特性进行仿真计算，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主簧夹紧刚度和主副簧复合夹紧刚度的仿真计算：I步骤：高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数重叠段的等效厚度计算根据主簧片数n,各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,...,n；副簧片数m,各片副簧的厚度h_Aj，j＝1,2,...,m；主副簧的总片数N＝n+m，对高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数k重叠段的等效厚度h_ke进行计算，k＝1,2,...,N，即其中，主簧根部重叠部分等效厚度h_Me＝h_ne；II步骤：高强度一级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M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；主簧片数n,各片主簧的一半夹紧长度L_i，及I步骤中计算得到的h_ke，i＝k＝1,2,...,n，对主簧夹紧刚度K_M进行仿真计算，即III步骤：高强度一级渐变刚度板簧的主副簧复合夹紧刚度K_MA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；主簧片数n,各片主簧的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,...,n；副簧片数m，各片副簧的一半夹紧长度L_Aj＝L_n+j，j＝1,2,...,m；主副簧总片数N＝n+m，及I步骤中计算得到的h_ke，k＝1,2,...,N，对高强度一级渐变刚度板簧的主副簧复合夹紧刚度K_MA进行仿真计算，即(2)高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷P_k的仿真计算：A步骤：末片主簧下表面初始曲率半径R_M0b的仿真计算根据主簧片数n，各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,...,n；首片主簧的一半夹紧长度L₁，主簧初始切线弧高H_gM0，对末片主簧下表面初始曲率半径R_M0b进行仿真计算，即B步骤：首片副簧上表面初始曲率半径R_A0a的仿真计算根据首片副簧的一半夹紧长度L_A1，副簧初始切线弧高H_gA0，对首片副簧上表面初始曲率半径R_A0a进行仿真计算，即C步骤：高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷P_k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步骤中仿真计算得到的R_M0b，B步骤中仿真计算得到的R_A0a，及步骤(1)的I步骤中计算得到的h_Me，对高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷P_k进行仿真计算，即(3)高强度一级渐变刚度板簧的完全接触载荷P_w的仿真计算：根据步骤(1)中计算得到的K_M和K_MA，及步骤(2)中仿真计算得到的P_k，对高强度一级渐变刚度板簧的完全接触载荷P_w进行仿真计算，即(4)高强度一级渐变刚度板簧悬架系统在不同载荷下的偏频特性的仿真计算：根据空载载荷P₀，额定载荷P_N，步骤(1)中计算得到的K_M和K_MA；步骤(2)中仿真计算得到的P_k，步骤(3)中仿真计算得到的P_w，对高强度一级渐变刚度板簧悬架系统在不同载荷P情况下的偏频特性进行仿真计算，即式中，g为重力加速度，g＝9.8m/s²。