[發(fā)明專利]端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610321298.5
• 申請(qǐng)日: 2016-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN106015414B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周長(zhǎng)城;于曰偉;邵杰;趙雷雷;焦學(xué)鍵;汪曉;王鳳娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F1/18
• 分類號(hào): F16F1/18;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法。

背景技術(shù)

少片變截面鋼板彈簧因具有重量輕、片間摩擦小、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)中。為了滿足加工工藝、應(yīng)力強(qiáng)度、剛度及端部吊耳厚度的設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際工程應(yīng)用過程中，通常將少片變截面鋼板彈簧設(shè)計(jì)為端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧形式，其中，主副簧的復(fù)合剛度對(duì)車輛懸架性能具有重要影響，并且影響車輛的行駛平順性和安全性。然而，由于該形式的少片變截面鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且主副簧接觸之后存有內(nèi)力及變形耦合，因此，端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧的復(fù)合剛度解析驗(yàn)算非常困難，先前國(guó)內(nèi)外一直未曾給出可靠的端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法。據(jù)所查閱資料可知，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧，大都是利用ANSYS仿真軟件，通過實(shí)體建模對(duì)給定結(jié)構(gòu)的變截面鋼板彈簧進(jìn)行數(shù)值仿真驗(yàn)證。盡管有限元仿真分析方法可得到比較可靠的仿真數(shù)值，然而，由于ANSYS仿真分析只能對(duì)給定結(jié)構(gòu)參數(shù)的鋼板彈簧特性進(jìn)行仿真驗(yàn)證，不能提供精確的主副簧復(fù)合剛度解析計(jì)算式，所以不能實(shí)現(xiàn)解析設(shè)計(jì)，更不能滿足端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面鋼板彈簧CAD軟件開發(fā)的要求。因此，必須建立一種準(zhǔn)確、可靠的端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法，滿足端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面鋼板彈簧解析設(shè)計(jì)及主副簧復(fù)合剛度驗(yàn)算的要求，提高少片變截面鋼板彈簧的設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量和性能，提高車輛行駛平順性和安全性；同時(shí)，降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡(jiǎn)便、可靠的端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法，計(jì)算流程圖，如圖1所示。端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主副簧的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)可看作為懸臂梁，即對(duì)稱中心線為根部固定端，主簧的端部受力點(diǎn)和副簧的觸點(diǎn)分別作為主簧端點(diǎn)和副簧端點(diǎn)，端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，其中，包括：主簧1，根部墊片2，副簧3，端部墊片4；主簧1和副簧3的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)由根部平直段、拋物線段、斜線段、端部平直段四段構(gòu)成，斜線段對(duì)變截面彈簧的端部起加強(qiáng)作用；主簧1各片的根部平直段之間、副簧3的各片根部平直段之間、及主簧1和副簧3之間均設(shè)有根部墊片2；主簧1的各片端部平直段之間設(shè)有端部墊片4，端部墊片4的材料為碳纖維復(fù)合材料，用來降低彈簧工作時(shí)所產(chǎn)的摩擦噪聲。主簧1和副簧3的寬度為b，安裝間距的一半長(zhǎng)度為l₃，斜線段的長(zhǎng)度為Δl，彈性模量為E；主簧1的一半長(zhǎng)度為L(zhǎng)_M，各片主簧的根部平直段的厚度為h_2M，拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離為l_2M＝L_M-l₃，主簧片數(shù)為m，其中，第i片主簧的拋物線段的端部厚度為h_1Mpi，拋物線段的厚度比β_i＝h_1Mpi/h_2M，拋物線段的端部到主簧端點(diǎn)的距離l_1Mpi＝l_2Mβ_i²；各片主簧的端部平直段非等構(gòu)，即第1片主簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度，各片主簧的端部平直段的厚度和長(zhǎng)度分別為h_1Mi和l_1Mi＝l_1Mpi-Δl；斜線段的厚度比γ_Mi＝h_1Mi/h_1Mpi，i＝1,2,…,m。副簧3各片的一半長(zhǎng)度為L(zhǎng)_A，副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離為l₀＝L_M-L_A，各片副簧的根部平直段的厚度為h_2A，拋物線段的根部到副簧端點(diǎn)的距離為l_2A＝L_A-l₃，副簧片數(shù)為n，各片副簧的拋物線段的端部厚度為h_1Apj，拋物線段的厚度比β_Aj＝h_1Apj/h_2A，拋物線段的端部到副簧端點(diǎn)的距離l_1Apj＝l_2Aβ_Aj²；端部平直段的厚度和長(zhǎng)度分別為h_1Aj和l_1Aj＝l_1Apj-Δl；斜線段的厚度比γ_Aj＝h_1Aj/h_1Apj。副簧端部觸點(diǎn)與第m片主簧的端部平直段之間設(shè)有主副簧間隙δ；當(dāng)載荷大于副簧起作用載荷時(shí)，副簧觸點(diǎn)與主簧端部平直段內(nèi)某點(diǎn)相接觸，以滿足主副簧復(fù)合剛度的設(shè)計(jì)要求。在各片主簧和副簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、彈性模量給定情況下，對(duì)端部接觸式少片端部加強(qiáng)型變截面主副簧的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算。