[發(fā)明專利]非等偏頻型漸變剛度板簧接觸載荷的仿真計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710022785.6
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106777789B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周長城;于曰偉;趙雷雷;汪曉;陳海真;王鳳娟;邵明磊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧接觸載荷的仿真計算方法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔對稱的結(jié)構(gòu)，安裝夾緊距的一半為騎馬螺栓夾緊距的一半；將原一級漸變剛度板簧的主簧拆分設(shè)計為兩級主簧，通過兩級主簧和副簧的初始切線弧高及兩級漸變間隙，提高半載情況下的車輛行駛平順性；同時，為了確保滿足第一級主簧應(yīng)力強度設(shè)計要求，第二級主簧和副簧適當提前承擔載荷，懸架在漸變載荷下的偏頻不相等，即兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧；根據(jù)各片板簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)，彈性模量，初始切線弧高，在各級板簧根部重疊部分等效厚度和漸變剛度計算及板簧撓度仿真計算的基礎(chǔ)上，對兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的各次接觸載荷進行仿真計算，具體仿真計算步驟如下：

(1)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的兩級主簧和副簧的曲率半徑計算：

I步驟：第一級主簧末片下表面初始曲率半徑R_M10b計算

根據(jù)第一級主簧片數(shù)n₁，第一級主簧各片的厚度h_1i，i＝1,2,…,n₁；第一級主簧首片的一半夾緊長度L₁₁，第一級主簧的初始切線弧高H_gM10，對第一級主簧末片下表面初始曲率半徑R_M10b進行計算，即

II步驟：第二級主簧首片上表面初始曲率半徑R_M20a計算

根據(jù)第二級主簧首片的一半夾緊長度L₂₁，第二級主簧的初始切線弧高H_gM20，對第二級主簧末片上表面初始曲率半徑R_M20a進行計算，即

III步驟：第二級主簧末片下表面初始曲率半徑R_M20b計算

根據(jù)第二級主簧片數(shù)n₂，第二級主簧各片的厚度h_2j，j＝1,2,…,n₂；II步驟中計算得到的R_M20a，對第二級主簧末片下表面初始曲率半徑R_M20b進行計算，即

IV步驟：副簧首片上表面的曲率半徑R_A0a計算

根據(jù)副簧首片的一半夾緊長度L_A1，副簧的初始切線弧高H_gA0，對副簧末片上表面初始曲率半徑R_A0a進行計算，即

(2)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第1次開始接觸載荷P_k1的仿真計算：

根據(jù)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，彈性模量E；第一級主簧片數(shù)n₁，第一級主簧各片的厚度h_1i，i＝1,2,…,n₁，第一級主簧首片的一半夾緊跨長度L₁₁，步驟(1)中計算得到的R_M10b和R_M20a，對第1次開始接觸載荷P_k1進行仿真計算，即

式中，h_M1e為第一級主簧的根部重疊部分等效厚度，

(3)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第2次開始接觸載荷P_k2的仿真計算：

根據(jù)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，彈性模量E；第一級主簧首片的一半夾緊跨長度L₁₁；第二級主簧片數(shù)n₂，第二級主簧各片的厚度h_2j，j＝1,2,…,n₂；步驟(1)中計算得到的R_M20b和R_A0a，步驟(2)中驗算得到的P_k1，對第2次開始接觸載荷P_k2進行仿真計算，即

式中，h_M2e為第一級主簧和第二級主簧的根部重疊部分等效厚度，

(4)第2次開始接觸時第一級主簧首片的撓度f_Mk2仿真計算：

a步驟：第一級漸變夾緊剛度K_kwp1的仿真計算：

根據(jù)第一級主簧的夾緊剛度K_M1；第一級與第二級主簧的復(fù)合夾緊剛度K_M2，步驟(2)中仿真計算得到的P_k1，步驟(3)中仿真計算得到的P_k2，對載荷P在[P_k1,P_k2]范圍內(nèi)的第一級漸變夾緊剛度K_kwP1進行仿真計算，即

b步驟：第2次開始接觸時的第一級主簧首片撓度f_Mk2的仿真計算

根據(jù)第一級主簧的夾緊剛度K_M1；步驟(2)中仿真計算得到的P_k1，步驟(3)中仿真計算得到的P_k2，及a步驟中仿真計算得到的K_kwP1，對第2次開始接觸時第一級主簧首片撓度f_Mk2進行仿真計算，即

(5)第一級主簧和第二級主簧疊加的單片等效厚度h_M12E的計算：

根據(jù)第一級主簧片數(shù)n₁，第一級主簧各片的厚度h_1i，第一級主簧各片的一半夾緊長度L_1i，i＝1,2,…,n₁；第二級主簧片數(shù)n₂，第二級主簧各片的厚度h_2j，第二級主簧各片的一半夾緊長度L_2j，j＝1,2,…,n₂；對第一級主簧和第二級主簧疊加之后的單片等效厚度h_M12E計算，即

式中，h_1iE為第一級主簧各片的等效厚度，其中，η_1i-1為第一級主簧的第i片板簧相對于首片的縮短率，

h_2jE為第二級主簧各片等效于第一級主簧首片的等效厚度其中η_2j-1為第二級主簧的第j片板簧相對于第一級主簧首片板簧的縮短率，j＝1,2,…,n₂；

(6)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第2次完全接觸載荷P_w2的仿真計算：

A步驟：第2次開始接觸時的第一級主簧切線弧高H_gMk2的仿真計算

根據(jù)第一級主簧的初始切線弧高H_gM10，及步驟(4)的步驟中仿真計算得到的f_Mk2，對第2次開始接觸時的第一級主簧切線弧高H_gMk2進行仿真計算，即

H_gMk2＝H_gM10-f_Mk2；

B步驟：第2次開始接觸時的第二級主簧末片下表面曲率半徑R_Mk2b的仿真計算根據(jù)第一級主簧片數(shù)n₁，第一級主簧首片的一半夾緊長度L₁₁，第一級主簧各片的厚度h_1i，i＝1,2,…,n₁；第二級主簧的片數(shù)n₂，第二級主簧各片的厚度h_2j，j＝1,2,…,n₂；A步驟中計算得到的H_gMk2，對第2次開始接觸時的第二級主簧末片下表面曲率半徑R_Mk2b進行仿真計算，即

C步驟：第2次完全接觸載荷P_w2的仿真計算

根據(jù)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b＝63mm，彈性模量E＝200GPa；第一級主簧首片的一半夾緊長度L₁₁；步驟(1)中仿真計算得到的R_A0a，步驟(3)中仿真計算得到的P_k2，步驟(5)中計算得到的h_M12E，及B步驟中仿真計算得到的R_Mk2b，對第2次完全接觸載荷P_w2進行仿真計算，即