[發明專利]高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法

有效

• 申請號: 201710022831.2
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106838087B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 周長城;汪曉;袁光明;趙雷雷;楊騰飛;王鳳娟;毛少坊
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16F3/02
• 分類號: F16F3/02;F16F1/26;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法，屬于車輛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，額定載荷，在對給定設計結構的高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性進行仿真計算。通過實例計算和樣機試驗測試可知，在給定載荷下的撓度仿真計算值與樣機試驗值相吻合，表明所提供的高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法是正確的，為高強度三級漸變剛度板簧的特性仿真和驗證奠定了可靠的技術基礎。利用該方法可提高產品設計水平、質量和性能，確保主簧及各級副簧的初始切線弧高和最大限位撓度滿足設計要求，提高車輛行駛平順性；同時，降低設計和試驗費用，加快產品開發速度。

技術領域

本發明涉及車輛懸架板簧，特別是高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法。

背景技術

隨著高強度鋼板材料的出現，可采用高強度三級漸變板簧，從而滿足在不同載荷下的懸架漸變剛度及懸架偏頻保持不變的設計要求，進一步提高車輛行駛平順性，其中，撓度特性的仿真計算是高強度三級漸變板簧的主簧和各級副簧初始切線弧高及最大限位撓度仿真驗證的基礎。然后，由于受主簧夾緊剛度計算，主簧與各級副簧的復合夾緊剛度計算，漸變剛度計算，及接觸載荷仿真計算等關鍵問題的制約，據所查資料可知，目前國內外尚未給出可靠的高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法。隨著車輛行駛速度及其對平順性要求的不斷提高，對車輛懸架系統設計提出了更高要求，因此，必須建立一種精確、可靠的高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法，以滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性不斷提高及對高強度三級漸變板簧的特性仿真和驗證的要求，確保主簧及各級副簧初始切線弧高及三級漸變間隙、接觸載荷和最大限位撓度滿足設計要求，提高產品的設計水平、性能和質量及車輛行駛平順性；同時，降低設計及試驗費用，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、可靠的高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性的仿真計算方法，其仿真計算流程如圖1所示。高強度三級漸變剛度板簧的一半對稱結構如圖2所示，是由主簧1、第一級副簧2和第二級副簧3 和第三級副簧4所組成的，高強度三級漸變剛度板簧的一半總跨度為主簧首片的一半作用長度L_1T，騎馬螺栓夾緊距的一半為L₀，鋼板彈簧的寬度為b，彈性模量為E。主簧1的片數為n，其中，主簧各片的厚度為h_i，一半作用長度L_iT，一半夾緊長度L_i＝L_iT-L₀/2， i＝1,2,…,n。第一級副簧2的片數為n₁，第一級副簧各片的厚度為h_A1j,一半作用長度L_A1jT，一半夾緊長度L_A1j＝L_A1jT-L₀/2，j＝1,2,…,n₁。第二級副簧3的片數為n₂，第二級副簧各片的厚度為h_A2k,一半作用長度L_A2kT，一半夾緊長度L_A2k＝L_A2kT-L₀/2，k＝1,2,…,n₂。第三級副簧4 的片數為n₃，第三級副簧各片的厚度為h_A3l,一半作用長度L_A3lT，一半夾緊長度L_A3l＝L_A3lT- L₀/2，l＝1,2,…,n₃。高強度三級漸變剛度板簧的總片數N＝n+n₁+n₂+n₃，主簧及各級副簧之間設有三級漸變間隙δ_MA1、δ_A12和δ_A23，即末片主簧下表面與第一級副簧首片上表面之間設有一級漸變間隙δ_MA1；第一級副簧末片下表面與第二級副簧首片上表面之間設有二級漸變間隙δ_A12；第二級副簧末片下表面與第三級副簧首片上表面之間設有三級漸變間隙δ_A23。通過主簧和各級副簧初始切線弧高及三級漸變間隙，以滿足漸變剛度鋼板彈簧的各次接觸載荷及漸變剛度和懸架偏頻的設計要求。根據各片板簧的結構參數，彈性模量，空載載荷，額定載荷，在主簧夾緊剛度、主簧與各級副簧的復合夾緊剛度和接觸載荷仿真計算的基礎上，對高強度三級漸變剛度板簧的撓度特性進行仿真計算。