[发明专利]高强度三级渐变刚度板簧的各次接触载荷的仿真计算方法有效

专利信息
申请号: 201710023075.5 申请日: 2017-01-12
公开(公告)号: CN106650174B 公开(公告)日: 2019-10-01
发明(设计)人: 周长城;赵雷雷;于曰伟;汪晓;杨腾飞;王凤娟;邵明磊 申请(专利权)人: 山东理工大学
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 255086 山东省淄博*** 国省代码: 山东;37
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摘要: 发明涉及高强度三级渐变刚度板簧的各次接触载荷的仿真计算方法,属于车辆悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据主簧及各级副簧的结构参数,初始切线弧高,弹性模量,主簧夹紧刚度及其与各级副簧的复合夹紧刚度,利用接触载荷与挠度、切线弧高及曲率半径之间关系,对高强度三级渐变刚度板簧的各次接触载荷进行仿真计算。通过实例仿真计算可知,本发明所提供的高强度三级渐变刚度板簧的各次接触载荷的仿真计算方法是正确的,为高强度三级渐变刚度板簧的特性仿真及验证奠定了可靠的技术基础。利用该方法可确保接触载荷满足板簧设计要求,提高产品设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性和安全性;同时,降低设计及试验费用,加快产品开发速度。
搜索关键词: 强度 三级 渐变 刚度 各次 接触 载荷 仿真 计算方法
【主权项】:
1.高强度三级渐变刚度板簧的各次接触载荷的仿真计算方法,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;板簧由主簧和三级副簧构成,通过主簧和三级副簧的初始切线弧高及三级渐变间隙,确保满足板簧接触载荷、渐变刚度、悬架偏频及车辆行驶平顺性的设计要求,即高强度三级渐变刚度板簧;根据所设计板簧的结构参数,主簧及各级副簧的初始切线弧高,弹性模量,主簧夹紧刚度及主簧与各级副簧的复合夹紧刚度,对高强度三级渐变刚度板簧的各次接触载荷进行仿真计算,具体仿真计算步骤如下:(1)高强度三级渐变刚度板簧的主簧及各级副簧的曲率半径的计算:I步骤:主簧末片下表面初始曲率半径RM0b的计算根据主簧的片数n,主簧各片的厚度hi,i=1,2,…,n,主簧首片的一半夹紧长度L1,主簧的切线弧高设计值HgM0,对主簧末片下表面初始曲率半径RM0b进行计算,即II步骤:第一级副簧首片上表面初始曲率半径RA10a的计算根据第一级副簧首片的一半夹紧长度LA11,第一级副簧的初始切线弧高设计值HgA10,对第一级副簧首片上表面初始曲率半径RA10a进行计算,即III步骤:第一级副簧末片下表面初始曲率半径RA10b的计算根据第一级副簧的片数n1,第一级副簧各片的厚度hA1j,j=1,2,…,n1,及II步骤中计算得到的RA10a,对第一级副簧末片下表面初始曲率半径RA10b进行计算,即IV步骤:第二级副簧首片上表面初始曲率半径RA20a的计算根据第二级副簧首片的一半夹紧长度LA21,第二级副簧的初始切线弧高设计值HgA20,对第二级副簧首片上表面初始曲率半径RA20a进行计算,即V步骤:第二级副簧末片下表面初始曲率半径RA20b的计算根据第二级副簧的片数n2,第二级副簧各片的厚度hA2k,k=1,2,…,n2,及IV步骤中计算得到的RA20a,对第二级副簧末片下表面初始曲率半径RA20b进行计算,即VI步骤:第三级副簧首片上表面初始曲率半径RA30a的计算根据第三级副簧首片的一半夹紧长度LA31,第三级副簧的初始切线弧高设计值HgA30,确定第三级副簧首片上表面的曲率半径RA30a,即(2)高强度三级渐变刚度板簧的第1次开始接触载荷Pk1的仿真计算:根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧首片的一半夹紧长度L1,主簧的片数n,主簧各片的厚度hi,i=1,2,…,n,步骤(1)中计算得到的RM0b和RA10a,对第1次开始接触载荷Pk1进行仿真计算,即式中,hMe为主簧根部重叠部分的等效厚度,(3)高强度三级渐变刚度板簧的第2次开始接触载荷Pk2的仿真计算:根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧首片的一半夹紧长度L1;第一级副簧的片数n1,第一级副簧各片的厚度hA1j,j=1,2,…,n1;步骤(1)中计算所得到的RA10b和RA20a,步骤(2)中计算得到的Pk1和hMe,对第2次开始接触载荷Pk2进行仿真计算,即式中,hMA1e为主簧和第一级副簧的根部重叠部分的等效厚度,(4)高强度三级渐变刚度板簧的第3次开始接触载荷Pk3的仿真计算:根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧首片的一半夹紧长度L1,第二级副簧的片数n2,第二级副簧各片的厚度hA2k,k=1,2,…,n2;步骤(1)中计算所得到的RA20b和RA30a,步骤(3)中计算得到的Pk2和hMA1e,对第3次开始接触载荷Pk3进行仿真计算,即式中,hMA2e为主簧与第一级和第二级副簧的根部重叠部分的等效厚度,(5)高强度三级渐变刚度板簧的第3次完全接触载荷Pw3的仿真计算:根据主簧与第一级和第二级副簧的复合夹紧刚度KMA2、主副簧的总复合夹紧刚度KMA3,及步骤(4)中仿真计算得到的Pk3,对第3次完全接触Pw3进行仿真计算,即
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