[發(fā)明專利]基于偏頻仿真的兩級(jí)副簧式漸變剛度板簧接觸載荷的調(diào)整設(shè)計(jì)法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710023033.1
• 申請(qǐng)日: 2017-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN106844925B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周長(zhǎng)城;楊騰飛;于曰偉;趙雷雷;汪曉;邵明磊;王鳳娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于偏頻仿真的兩級(jí)副簧式漸變剛度板簧接觸載荷的調(diào)整設(shè)計(jì)法，根據(jù)各片板簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)，騎馬螺栓夾緊距，彈性模量，初始切線弧高，主簧及其與各級(jí)副簧的夾緊剛度，在懸架偏頻仿真計(jì)算的基礎(chǔ)上，以懸架在漸變載荷下的偏頻設(shè)計(jì)要求值為目標(biāo)，對(duì)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧接觸載荷進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)，其中，各片板簧為以中心穿裝孔對(duì)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；將副簧設(shè)計(jì)為兩級(jí)副簧，通過主簧和兩級(jí)副簧的初始切線弧高及兩級(jí)漸變間隙，提高車輛在額定載荷下的行駛平順性；為了確保滿足主簧應(yīng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，使第一級(jí)副簧和第二級(jí)副簧適當(dāng)提前承擔(dān)載荷，懸架在漸變載荷下的偏頻不相等，即非等偏頻型兩級(jí)副簧式漸變剛度板簧；接觸載荷的具體調(diào)整設(shè)計(jì)步驟如下：

(1)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的主簧及各級(jí)副簧的初始曲率半徑的計(jì)算：

I步驟：主簧末片下表面初始曲率半徑R_M0b的計(jì)算

根據(jù)主簧的初始切線弧高H_gM0，主簧首片的一半夾緊長(zhǎng)度L₁，主簧片數(shù)n，主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,…,n；對(duì)主簧末片下表面初始曲率半徑R_M0b進(jìn)行計(jì)算，即

II步驟：第一級(jí)副簧首片上表面初始曲率半徑R_A10a的計(jì)算

根據(jù)第一級(jí)副簧首片的一半夾緊長(zhǎng)度L_A11，第一級(jí)副簧的初始切線弧高H_gA10，對(duì)第一級(jí)副簧首片上表面的初始曲率半徑R_A10a進(jìn)行計(jì)算，即

III步驟：第一級(jí)副簧首片下表面初始曲率半徑R_A10b的計(jì)算

根據(jù)第一級(jí)副簧片數(shù)m₁，第一級(jí)副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,…,m₁；及II步驟中計(jì)算得到的R_A10a，對(duì)第一級(jí)副簧首片下表面初始曲率半徑R_A10b進(jìn)行計(jì)算，即

IV步驟：第二級(jí)副簧首片上表面初始曲率半徑R_A20a的計(jì)算

根據(jù)第二級(jí)副簧首片的一半夾緊長(zhǎng)度L_A21，第二級(jí)副簧的初始切線弧高H_gA20，對(duì)第二級(jí)副簧首片上表面初始曲率半徑R_A20a進(jìn)行計(jì)算，即

(2)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的各次接觸載荷的仿真計(jì)算：

A步驟：第1次開始接觸載荷P_k1的仿真計(jì)算

根據(jù)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，彈性模量E；主簧首片的一半夾緊長(zhǎng)度L₁，主簧片數(shù)n，主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,…,n；步驟(1)中計(jì)算得到的R_M0b和R_A10a，對(duì)第1次開始接觸載荷P_k1進(jìn)行仿真計(jì)算，即

式中，h_Me為主簧根部重疊部分的等效厚度，

B步驟：第2次開始接觸載荷P_k2的仿真計(jì)算

根據(jù)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，彈性模量E；主簧片數(shù)n，主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,…,n；第一級(jí)副簧片數(shù)m₁，第一級(jí)副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,…,m₁；步驟(1)中計(jì)算得到的R_M0b和R_A10a，及A步驟中仿真計(jì)算得到的P_k1，對(duì)第2次開始接觸載荷P_k2進(jìn)行仿真計(jì)算，即

式中，h_MA1e為主簧和第一級(jí)副簧的根部重疊部分的等效厚度，C步驟：第2次完全接觸載荷P_w2的仿真計(jì)算

根據(jù)A步驟中仿真計(jì)算得到的P_k1，B步驟中仿真計(jì)算得到的P_k2，對(duì)第2次完全接觸載荷P_w2進(jìn)行仿真計(jì)算，即

(3)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的各級(jí)漸變夾緊剛度的仿真計(jì)算：

i步驟：一級(jí)漸變夾緊剛度K_kwP1的仿真計(jì)算

根據(jù)主簧夾緊剛度K_M，主簧與第一副簧的復(fù)合夾緊剛度K_MA1，步驟(2)中仿真計(jì)算得到的P_k1和P_k2，對(duì)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧在載荷P∈[P_k1,P_k2]范圍時(shí)的一級(jí)漸變夾緊剛度K_kwP1進(jìn)行仿真計(jì)算，即

ii步驟：二級(jí)漸變夾緊剛度K_kwP2的仿真計(jì)算

根據(jù)主簧與第一副簧的復(fù)合夾緊剛度K_MA1，主副簧的總復(fù)合夾緊剛度K_MA2，步驟(2)中仿真計(jì)算得到的P_k2和P_w2，對(duì)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧在載荷P∈[P_k2,P_w2]范圍時(shí)的二級(jí)漸變夾緊剛度K_kwP2進(jìn)行仿真計(jì)算，即

(4)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧懸架系統(tǒng)的偏頻特性的仿真計(jì)算：

根據(jù)空載載荷P₀，額定載荷P_N，主簧夾緊剛度K_M，主副簧的總復(fù)合夾緊剛度K_MA2，步驟(2)中仿真計(jì)算所得到的P_k1、P_k2和P_w2，及步驟(3)中仿真計(jì)算得到的K_kwP1和K_kwP2，對(duì)兩級(jí)副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧懸架在不同載荷P下的偏頻特性進(jìn)行仿真計(jì)算，即

式中，g為重力加速度，g＝9.8m/s²；

(5)基于偏頻仿真結(jié)果的兩級(jí)副簧式非等偏頻漸變剛度板簧接觸載荷的調(diào)整設(shè)計(jì)：

根據(jù)步驟(4)中仿真計(jì)算所得到的懸架在不同載荷下的偏頻f₀，如果大于設(shè)計(jì)要求值f_0k1I、f_0k2I和f_0w2I，則根據(jù)兩級(jí)副簧式漸變剛度鋼板彈簧的主簧夾緊剛度K_M，主簧與第一級(jí)副簧的復(fù)合夾緊剛度K_MA1，主副簧的總復(fù)合夾緊剛度K_MA2，以懸架偏頻設(shè)計(jì)要求值作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)第1次開始接觸載荷P_k1及第2次開始接觸載荷P_k2和第2次完全接觸載荷P_w2進(jìn)行調(diào)整設(shè)計(jì)，即：