[發明專利]兩級主簧式非偏頻式漸變剛度板簧剛度特性的仿真計算法

有效

• 申請號: 201710022801.1
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106777790B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 周長城;趙雷雷;于曰偉;汪曉;陳海真;邵明磊;王鳳娟
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;F16F3/02;F16F1/18;F16F1/26;B60G11/02
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1.兩級主簧式非偏頻式漸變剛度板簧剛度特性的仿真計算法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔對稱的結構，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力強度設計要求，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；根據各片板簧的結構參數，彈性模量，騎馬螺栓夾緊距，初始切線弧高，在各次接觸載荷、夾緊剛度和漸變剛度的仿真計算的基礎上，對兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧在不同載荷下的夾緊剛度特性進行仿真計算，具體仿真計算步驟如下：

(1)兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的不同片數重疊段的等效厚度進行計算：

根據第一級主簧片數n₁,第一級主簧各片的厚度h_1i，i＝1,2,…,n₁；第二級主簧片數n₂，第二級主簧各片的厚度h_2j，j＝1,2,…,n₂；副簧片數m，副簧各片的厚度h_Ak，k＝1,2,…,m；第一級與第二級主簧的片數之和n＝n₁+n₂，主副簧的總片數N＝n₁+n₂+m，對兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的不同片數l重疊段的等效厚度h_le進行計算，l＝1,2,…,N,即

其中，第一級主簧的根部重疊部分的等效厚度第一級主簧與第二級主簧的根部重疊部分的等效厚度h_M2e＝h_ne，主副簧的根部重疊部分的總等效厚度h_MAe＝h_Ne；

(2)兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的各級板簧初始曲率半徑的計算：

I步驟：第一級主簧末片下表面初始曲率半徑R_M10b計算

根據第一級主簧片數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

根據第二級主簧片數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：副簧首片上表面初始曲率半徑R_A0a計算

根據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

(3)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的各次接觸載荷P_k1、P_k2、P_w2的仿真計算：

A步驟：第1次開始接觸載荷P_k1的仿真計算

根據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h_M1e，步驟(2)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

B步驟：第2次開始接觸載荷P_k2的仿真計算

根據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h_M2e，步驟(2)中計算得到的R_M20b和R_A0a，及A步驟中仿真計算得到的P_k1，對第2次開始接觸載荷P_k2進行仿真計算，即

C步驟：第2次完全接觸載荷P_w2的仿真計算

根據A步驟中仿真計算得到的P_k1，B步驟中仿真計算得到的P_k2，對第2次完全接觸載荷P_w2進行驗算，即

(4)兩級主簧的漸變剛度板簧的各級夾緊剛度的仿真計算：

a步驟：第一級主簧夾緊剛度K_M1的仿真計算：

根據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n₁,第一級主簧各片主簧的一半夾緊長度L_1i＝L_i，i＝1,2,…,n₁，及步驟(1)中計算得到的h_le，l＝i＝1,2,…,n₁，對第一級主簧夾緊剛度K_M1進行仿真計算，即

b步驟：第一級主簧與第二級主簧的復合夾緊剛度K_M2的仿真計算：

根據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n₁，第一級主簧各片的一半夾緊長度L_1i＝L_i，i＝1,2,…,n₁；第二級主簧片數n₂,第二級主簧各片的一半夾緊長度L_2j＝L_n1+j，j＝1,2,…,n₂；第一級主簧和第二主簧的總片數n＝n₁+n₂，及步驟(1)中計算得到的h_le，l＝1,2,…,n，對第一級主簧與第二級主簧的復合夾緊剛度K_M2進行仿真計算，即

c步驟：主副簧總復合夾緊剛度K_MA的仿真計算：

根據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；第一級主簧的片數n₁，第一級主簧各片的一半夾緊長度L_1i＝L_i，i＝1,2,…,n₁；第二級主簧的片數n₂，第二級主簧各片的一半夾緊長度L_2j＝L_n1+j，j＝1,2,…,n₂；副簧片數m；副簧各片的一半夾緊長度分別為L_A1＝L_n+k，k＝1,2,…,m，主副簧的總片數N＝n₁+n₂+m；及步驟(1)中計算得到的h_le，l＝1,2,…,N，對主副簧的總夾緊復合剛度K_MA進行仿真計算，即，即

(5)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的漸變夾緊剛度的仿真計算：

i步驟：第一級漸變夾緊剛度K_kwP1的仿真計算

根據步驟(3)中仿真計算得到的P_k1和P_k2，步驟(4)中仿真計算得到的K_M1和K_M2；對載荷P在[P_k1,P_k2]范圍內的第一級漸變夾緊剛度K_kwP1進行仿真計算，即

ii步驟：第二級漸變夾緊剛度K_kwP2的仿真計算

根據步驟(3)中仿真計算得到的P_k2和P_w2，步驟(4)中仿真計算得到的K_M2和K_MA；對載荷P在[P_k2,P_w2]范圍內的第二級漸變夾緊剛度K_kwP2進行仿真計算，即

(6)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的夾緊剛度特性的仿真計算：

根據步驟(3)中仿真計算得到的P_k1、P_k2和P_w2；步驟(4)中仿真計算得到的K_M1、K_M2和K_MA，及步驟(5)驟中仿真計算得到的K_kwP1和K_kwP2，對兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧在不同載荷下的夾緊剛度特性進行仿真計算，即