[发明专利]双加强根部非等厚式变截面板簧预夹紧应力的仿真计算法

摘要

本发明涉及双加强根部非等厚式变截面板簧预夹紧应力的仿真计算法，属于悬架少片变截面板簧技术领域。本发明可根据板簧片数，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，弹性模量，根部和端部垫片的厚度，对双加强根部非等厚式变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算。通过样机试验可知，本发明所提供的双加强根部非等厚式变截面板簧预夹紧应力的仿真计算法是准确的，可得到准确可靠的各片板簧预夹紧应力的仿真计算值。利用该方法可确保双加强根部非等厚式变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的预夹紧应力满足设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.双加强根部非等厚式变截面板簧预夹紧应力的仿真计算法，其中，各片板簧的一半作用长度由根部平直段、根部斜线段、抛物线段、端部斜线段和端部平直段五段所构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，各片板簧的根部平直段的厚度不相等，根部斜线段和端部斜线段分别对板簧根部和端部起加强作用，即双加强根部非等厚式少片抛物线型变截面板簧；对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片板簧，装配夹紧后的各片板簧的预夹紧应力必须满足设计要求；根据板簧片数，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，弹性模量，根部和端部垫片的厚度，对双加强根部非等厚式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算，具体仿真计算步骤如下：(1)双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧的各片板簧夹紧刚度Ki的计算：A步骤：各片板簧的夹紧端点变形系数Gx‑Fi的计算根据板簧片数n，板簧的宽度b，弹性模量E，端部斜线段的水平长度Δl1，根部斜线段的水平长度Δl2；根部斜线段的根部到板簧端点的水平距离l2；抛物线段的根部到板簧端点的水平距离l2p；各片板簧的根部平直段的厚度h2i，抛物线段的根部厚度h2ip，抛物线段的端部厚度h1ip，端部平直段的厚度h1i；各片板簧的根部斜线段的厚度比γi＝h2ip/h2i，抛物线段的厚度比βi＝h1ip/h2ip，端部斜线段的厚度比μi＝h1i/h1ip；各片板簧的抛物线段的根部到板簧端点的水平距离l1ip，各片板簧的端部平直段的长度l1i，对双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点变形系数Gx‑Fi进行计算，i＝1,2,…,n，即B步骤：各片板簧的夹紧刚度Ki的计算根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h2i，步骤(1)中计算得到的Gx‑Fi，对双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧刚度Ki进行计算，i＝1,2,…,n，即(2)双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧的各片板簧初始切线弧高HgCi的确定：I步骤：首片板簧的初始切线弧高HgC1的确定根据板簧片数n，根部垫片厚度δc，端部垫片厚度δe，前n‑1板簧的根部平直段的厚度h2i，前n‑1板簧的端部平直段的厚度h1i，各片板簧的自由切线弧高的设计值Hgi0，步骤(1)中计算得到的Ki，i＝1,2,…,n，对双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧装配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高HgC1进行确定，即II步骤：其他各片板簧的初始切线弧高HgCi的确定根据板簧片数n，根部垫片厚度δc，端部垫片厚度δe，前n‑1板簧的根部平直段的厚度h2i，前n‑1板簧的端部平直段的厚度h1i，I步骤中仿真计算得到的HgC1，对双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧装配夹紧后除首片板簧之外的其他各片板簧的初始切线弧高HgCi进行确定，i＝2,3,…,n，即HgCi＝HgC1+(h2+δc)‑(h1i‑1+δe),i＝2,3,…,n；(3)双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧的各片板簧预夹紧端点力Fi的确定：根据板簧片数n，各片板簧的自由切线弧高的设计值Hgi0，步骤(1)中计算得到的Ki，步骤(2)中仿真计算得到的HgCi，对双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的预夹紧端点力Fi进行确定，i＝1,2,…,n，即(4)双加强根部非等厚式抛物线型变截面板簧的各片板簧预夹紧应力σi的仿真计算：根据板簧片数n，板簧的宽度b，各片板簧的根部厚度h2i，根部斜线段的根部到主簧端点的水平距离l2，步骤(3)中确定得到的Fi，对双加强端部非等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的预夹紧应力σi进行仿真计算，i＝1,2,…,n，即