[發明專利]非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法

有效

• 申請號: 201710001899.2
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106763378B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 周長城;汪曉;馬馳騁;趙雷雷;楊騰飛;王鳳娟;邵明磊
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16F3/02
• 分類號: F16F3/02;F16F1/18;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明可根據各片主簧和副簧的結構參數、彈性模量、最大許用應力、主簧和副簧的初始切線弧高設計值，在接觸載荷仿真計算和最大許用載荷確定的基礎上，對非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度進行仿真驗算。通過實例仿真驗算和樣機加載撓度試驗可知，表明本發明所提供的非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法是正確的。利用該方法可得到準確可靠的最大限位撓度仿真驗算值，提高產品的設計水平、可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性；同時，還可以降低設計和試驗測試費用，加快產品開發速度。

技術領域

本發明涉及車輛懸架板簧，特別是非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法。

背景技術

為了滿足一級漸變剛度板簧的主簧強度的要求，通常使副簧盡早起作用承擔載荷而降低主簧應力，即采用非等偏頻一級漸變剛度板簧，其中，依據最大許用應力及最大許用載荷所對應的最大限位撓度，設置限位裝置，防止板簧因受沖擊載荷而斷裂，提高板簧懸架的可靠性和安全性。然而，因受非等偏頻一級漸變剛度板簧的主簧撓度計算、接觸載荷仿真計算和最大許用載荷確定的制約，先前一直未能給出非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法，大都是憑經驗對其進行設計，因此，很難得到準確可靠的最大限位撓度設計值，難以確保限位裝置在沖擊載荷下對板簧起保護作用，更不能滿足車輛行業快速發展及現代化CAD軟件開發的要求。隨著車輛行駛速度和對車輛行駛平順性和安全性的要求不斷提高，對非等偏頻一級漸變剛度板簧提出了更高要求，因此，必須建立一種精確、可靠的非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法，為非等偏頻一級漸變剛度板簧設計、特性仿真計算及CAD軟件開發奠定可靠的技術基礎，確保最大限位撓度設計值滿足板簧設計要求，在沖擊載荷下通過限位裝置真正對板簧起保護作用，防止板簧因受沖擊而斷裂，提高板簧的可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性；同時，提高非等偏頻一級漸變剛度板簧的設計水平、產品質量和性能，降低產品設計及試驗費用，加快產品開發速度。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種簡便、可靠的非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度的仿真驗算法，其仿真驗算流程圖，如圖1所示。非等偏頻一級漸變剛度板簧的一半對稱結構如圖2所示，是由主簧1和副簧2所組成的，一級漸變剛度板簧的一半總跨度，即為首片主簧的一半作用長度為L_1t，騎馬螺栓夾緊距的一半為L₀，板簧的寬度為b，彈性模量為E。主簧1的片數為n，各片主簧的厚度為h_i，一半作用長度為L_it，一半夾緊長度L_i＝L_it-L₀/2，i＝1,2,…n。副簧2的片數為m，各片副簧的厚度為h_Aj，一半作用長度為L_Ajt，一半夾緊長度L_Aj＝L_Ajt-L₀/2，j＝1,2,…m。通過主簧和副簧初始切線弧高，確保副簧首片端部上表面與主簧末片端部下表面之間設置有一定的主副簧間隙δ_MA，以滿足漸變剛度板簧開始接觸載荷和完全接觸載荷、主簧應力強度和懸架漸變剛度的設計要求，并且還應該滿足板簧安裝及在額定載荷下剩余切線弧高的設計要求。非等偏頻一級漸變剛度板簧的空載載荷P₀，開始接觸載荷為P_k，完全接觸載荷為P_w；為了滿足主簧應力強度的要求，使副簧盡早與主簧開始接觸和完全接觸而承擔載荷，懸架開始接觸載荷偏頻f_0k與完全接觸載荷偏頻f_0w不相等，即設計為非等偏頻一級漸變剛度板簧。依據最大許用應力及最大許用載荷所對應的最大限位撓度，設置限位裝置，防止板簧因受沖擊載荷而斷裂，提高板簧懸架的可靠性和安全性。根據各片主簧和副簧的結構參數、彈性模量、最大許用應力、主簧和副簧的初始切線弧高設計值，在接觸載荷仿真計算和最大許用載荷確定的基礎上，對非等偏頻一級漸變剛度板簧最大限位撓度進行仿真驗算。