[發明專利]一種用機械仿真分析軟件ADAMS求解板簧剛度的方法

無效

• 申請號: 201010163711.2
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101866378A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 孫麗;劉永臣
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

1.一種用機械仿真分析軟件ADAMS求解板簧剛度的方法，該方法運用等效中面法建立模型，應用平板和球體的接觸加載載荷進行仿真分析；其特征在于：等效中面法可建立任何形式的板簧模型，所有主簧簡化為在某個等效中性面的單片主簧，即沿板簧厚度方向中間層組成的近似曲面，再將中性面按厚度基本相似原則分成若干等強度直線段，利用ADAMS中的Beam梁單元來模擬這些等剛度直線段，按板簧中性面上各段真實特性設定Beam梁單元相關參數，Beam梁屬性中計算I_xx時將前兩片板簧的抗扭系數相加，計算截面慣性矩I_zz只取第一片板簧的慣性矩，主簧和副簧之間的接觸利用ADAMS中提供的Contact接觸力來實現；在板簧模型的夾緊區域中部建立一個球體，在球體上方創建一個大平板，創建接觸力連接平板與球體，在平板上方加載集中載荷，在ADAMS/Postprocessor中繪制板簧的受力-變形曲線。

2.根據權利要求1所述的一種用機械仿真分析軟件ADAMS求解板簧剛度的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：第一步，根據板簧的圖紙確定板簧的基本尺寸參數；第二步，應用CATIA軟件建立三維模型，進行合理分段，選取必要的坐標點；第三步，在ADAMS/View中創建Point硬點、Box塊和Beam梁，在Beam梁屬性設置中提出等效中面法，創建Contact接觸力；第四步，進行板簧受力-變形曲線仿真分析環境設置，應用平板與球體接觸加載載荷的方法，得受力-變形仿真曲線。

3.根據權利要求2所述的一種用機械仿真分析軟件ADAMS求解板簧剛度的方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟：

第一步：圖紙查閱，確定板簧基本尺寸參數；此步驟是基礎，要想準確建立模型，必須首先確定板簧的基本尺寸參數；如果圖紙查閱有困難，采用實體測繪的方法確定基本尺寸；

第二步：CATIA三維軟件建立板簧模型

(1)主、副簧建模，根據基本尺寸建立主、副簧模型，包括主簧兩端的吊耳和卷耳；

(2)主、副簧分段，在CATIA中將建立好的主、副簧模型進行分段處理，為ADAMS建立Box塊做好準備，分段一定要依據以下原則：

①在厚度不一樣的地方一定要分段；

②剩余的部分可以近似隨意劃分；

③劃分的段數越多越精確；

(3)在模型中取點，這里，在模型中取點包括兩部分工作，一是為ADAMS建立Box塊確定基本硬點坐標，二是為ADAMS建Beam梁確定坐標，即取每一片的寬度和厚度兩個方向的中心線的交點坐標保存下來；

第三步：ADAMS/View模塊建立板簧模型

(1)創建Point硬點，根據第二步(3)中取點的坐標創建硬點；

(2)創建Box塊，根據第二步(3)中的第一部分取點所得坐標和CATIA中分段的長度和板簧的厚度，創建Box塊，Box塊的數量等于CATIA中分段數量；

(3)創建Beam梁，夾緊區的Box塊不用建立Beam梁；

(4)設置Beam梁屬性，創建的Beam梁屬性需要根據Box塊的基本尺寸參數和板簧材料屬性進行計算和設置，因為每個Box塊的厚度有差別，所以在參數設置過程中某些參數是不同的，設置規律如下：

①抗扭常數I_xx：

Ixx=ac3[163-3.36ca(1-c412a4)],(a≥c)]]>

a，c分別為Box塊截面矩形的長邊和短邊邊長的一半；

此處，將第一片和第二片板簧的抗扭系數相加；

②截面慣性矩I_yy：

Iyy=Σiyy=Σbh312]]>

式中：b為板簧片的寬度，h為板簧片的厚度，下同。

③截面慣性矩I_zz

I_zz＝hb³/12

此處，只取第一片板簧的慣性矩；

④剪切面積A：

A＝∑bh

另外，Y/Z?Shear?Area?Ration一般均取1.2，YoungModules和Shear?Modules根據材料屬性取值，Damp?Ratio一般取0.02；

(5)創建Contact接觸力，在副簧與主簧接觸的大致位置創建一對Marker和Plane，或取在副簧上表面邊緣的中心處，然后在它與主簧接觸位置的那個Box塊的下平面創建Plane；

第四步：模型建立完成之后進行虛擬仿真分析繪制受力-變形曲線

(1)設置虛擬仿真條件，在板簧夾緊區域，創建一個直徑較大的球體，直徑具體不作要求，應高出副簧最低點，在球體上方創建一個平板，平板的尺寸不作要求，要大于板簧的寬度，創建球體和平板的Contact接觸；

(2)繪制板簧受力-變形曲線，選擇板簧夾緊區的中心作為考察變形的一個代表點，對其設置函數，讀取其移動距離的絕對值，對平板垂直向下加載集中載荷，在ADAMS/Postprocessor中繪制受力與變形曲線；

(3)計算剛度值，板簧的剛度根據其性能狀態有2個值，根據上步中的曲線分別求出其曲線斜率，即為板簧的剛度值。