[发明专利]根部非等厚斜线型变截面板簧夹紧端点力的仿真计算法

摘要

本发明涉及根部非等厚斜线型变截面板簧夹紧端点力的仿真计算法，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，弹性模量，根部和端部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对根部非等厚式少片斜线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的夹紧端点力进行仿真计算。通过样机试验可知，本发明所提供的根部非等厚斜线型变截面板簧夹紧端点力的仿真计算法是准确的，可得到准确可靠的夹紧端点力的仿真计算值，为根部非等厚斜线型变截面板簧预夹紧应力的仿真计算奠定了可靠的技术基础。利用该方法可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

根部非等厚斜线型变截面板簧夹紧端点力的仿真计算法，其中，板簧的一半作用长度由根部平直段、斜线段和端部平直段构成，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不等厚，首片板簧的根部平直段的厚度，大于其他各片板簧的根部平直段的厚度，即根部非等厚式少片斜线型变截面板簧；各片板簧夹紧端点力的仿真计算是各片板簧预夹紧应力仿真计算的前提；根据板簧片数，弹性模量，端部垫片和根部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对斜线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的夹紧端点力进行仿真计算，其特征在于采用以下具体仿真计算步骤：(1)根部非等厚式少片斜线型变截面板簧的各片板簧夹紧刚度K_i的计算：A步骤：各片板簧的夹紧端点变形系数G_x‑Di的计算根据板簧片数n，板簧的宽度b，一半作用长度L_T，根部平直段的一半长度L₀，弹性模量E，各片板簧的根部平直段的厚度h_2i，端部平直段的厚度h_1i，斜线段的厚度比β_i＝h_1i/h_2i，对根部非等厚式少片斜线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点变形系数G_x‑Di进行计算，i＝1,2,…,n，即$G_{x-Di}=\frac{6{(L_T-L_0)}^3{({\mathrm{\β}}_i+1)}^2\[3({\mathrm{\β}}_i-1)-2{\mathrm{ln\β}}_i(1+{\mathrm{\β}}_i)\]}{Eb}+\frac{4{\mathrm{\β}}_i^3{(L_T-L_0)}^3}{Eb},i=1,2,\mathrm{...},n;$B步骤：各片板簧的夹紧刚度K_i的计算根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h_2i，A步骤中计算得到的G_x‑Di，对各片根部非等厚式少片斜线型变截面板簧的夹紧刚度K_i进行计算，i＝1,2,…,n，即$K_i=\frac{2h_{2i}^3}{G_{x-Di}},i=1,2,...n;$(2)根部非等厚式少片斜线型变截面板簧的首片板簧初始切线弧高H_gC1的确定：根据板簧片数n，根部垫片厚度δ_c，端部垫片厚度δ_e，前n‑1片板簧的根部平直段的厚度h_2i，前n‑1片板簧的端部平直段的厚度h_1i，各片板簧的自由切线弧高的设计值H_gi0，步骤(1)中计算得到的K_i，i＝1,2,…,n，对根部非等厚式少片斜线型变截面板簧装配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高H_gC1进行确定，即$H_{gC1}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{K}_i{H}_{gi0}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{K}_i}-\frac{\underset{i=2}{\overset{n}{\Σ}}{K}_i\[(h_{2i-1}+{\mathrm{\δ}}_C)-(h_{1i-1}+{\mathrm{\δ}}_e)\]}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{K}_i};$(3)根部非等厚式少片斜线型变截面板簧的其他各片板簧初始切线弧高H_gCi的确定：根据板簧片数n，根部垫片厚度δ_c，端部垫片厚度δ_e，前n‑1片板簧的根部平直段的厚度h_2i

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