[发明专利]一种非线性刚度钢板弹簧刚柔耦合模拟方法

摘要

本发明公开了一种非线性刚度钢板弹簧刚柔耦合MNF模拟方法，该方法以车架系统中的板簧作为柔性体，在板簧装配状态下通过空载、半载、满载和超载四种模式并采用多种不同的约束方式试验板簧的非线性特性，以获得不同模式下与测试结果吻合度较高的板簧变刚度特性曲线，从而更充分及真实反映出了柔性体的物理特征；同时在非线性车轮与非线性变刚度板簧之间建立了正确的约束和连接，有效弥补了柔性体与柔性车轮之间的柔性体与柔性体之间的理论缺陷，对于车架系统的正向研发具有较强的指导作用。

主权项

一种非线性刚度钢板弹簧刚柔耦合MNF模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.利用实体软件建立车架系统几何模型，所述车架系统包括；车架本体和车桥组合，所述车桥组合包括设置在车架本体上的前车桥和后车桥，所述前车桥和后车桥的结构相同，其结构主要包括板簧、板簧安装吊耳、板簧U型固定装置、车桥和轮胎。S2.将上述装配中的板簧几何模型导入有限元软件中建立板簧的网格模型。S3.进行板簧的变刚度非线性拟合，在板簧装配状态下通过不同的约束方式试验板簧的非线性特性，约束点包括：1‑吊耳约束点A、2‑副簧约束点B、3‑中间约束点C、4‑载荷施加点、5‑副簧约束点D和6‑吊耳约束点E，并通过空载、半载、满载和超载四种模式分别计算板簧的刚度值，以获得不同模式下与测试结果吻合度较高的板簧变刚度特性曲线。S4.根据上述板簧变刚度特性，板簧变形的状态包括板簧变形满载位置、板簧变形超载位置和板簧变形空载位置，将上述三种板簧变形状态及载荷模式全部导入到动力学模型中，建立以板簧为柔性体的车架系统耦合模型。S5.将变刚度的板簧有限元模型的质量特性与动力学模型中的质量和惯量参数统一，也即将动力学中板簧的质量矩阵和有限元的质量矩阵进行坐标单位变换。S6.重新选取和转换板簧的刚性点。S7.进行耦合模型中柔性体的约束转换。S8.对车架系统进行刚柔耦合约束。S9.对柔性体进行刚柔耦合模态定义，从而完成钢板弹簧刚柔耦合MNF模拟。