[發明專利]根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法

在審

• 申請號: 201810051064.2
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108591326A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 周長城;楊騰飛;趙雷雷;汪曉;張云山;朱召輝;梁宇通;李曉晗;石瑩
• 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

本發明涉及根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明可根據板簧片數，各片板簧的結構參數及自由切線弧高的設計值，彈性模量，對根部平直式等厚疊加板簧裝配夾緊后的各片板簧的預夾緊應力進行仿真計算。通過樣機試驗可知，本發明所提供的根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法是正確的，可得到準確可靠的各片等厚板簧預夾緊應力的仿真計算值，為根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算提供了可靠的技術方法。利用該方法可確保各片板簧的預夾緊應力滿足設計要求，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，降低產品的設計及試驗費用，加快產品開發速度。

技術領域

本發明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法。

背景技術

多片疊加板簧是車輛懸架彈簧中應用非常廣泛的零部件，通常為了確保板簧的夾緊剛度特性，將各片板簧的中間裝配夾緊段加工為平直段，即根部平直式等厚板簧，并通過各片板簧的各自不同的自由切線弧高，確保騎馬螺栓裝配夾緊之后首片板簧的裝配夾緊切線弧高滿足設計要求；同時，使首片板簧或前幾片板簧產生一定的預夾緊壓應力，從而提高板簧可靠性和使用壽命。對于給定設計結構參數的各片板簧，騎馬螺栓裝配夾緊后的各片板簧預夾緊應力是否滿足設計要求，必須對其進行仿真驗算。然而，據所查資料可知，因受騎馬螺栓裝配夾緊后的首片板簧初始曲率半徑仿真計算的制約，先前一直未曾給出準確可靠的根部平直式等厚疊加板簧各片預夾緊應力的仿真計算方法，不能滿足車輛快速發展及對懸架板簧現代化CAD設計的要求。隨著車輛行駛速度及其對平順性和安全性要求的不斷提高，對根部平直式等厚疊加板簧提出了更高的要求，因此，必須建立一種準確、可靠的根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法，滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性和安全性及對疊加板簧的設計要求，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，降低產品的設計及試驗費用，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、可靠的根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法，其仿真計算流程圖，如圖1所示。各片板簧以中心穿裝孔對稱的結構，其一半對稱裝配夾緊結構示意圖如圖2所示。板簧的寬度為b，彈性模量為E。板簧片數為n，各片等厚板簧的厚度為h，各片板簧的一半跨度為L_iT，其中，根部平直段用于騎馬螺栓裝配夾緊，根部平直段的一半長度L₀，即根部平直式等厚疊加板簧。通過各片板簧的各自不同自由切線弧高及自由曲率半徑，確保裝配夾緊后的首片板簧預夾緊切線弧高和各片板簧預夾緊應力滿足設計要求。各片板簧的自由切線弧高為H_gi0，騎馬螺栓裝配夾緊后的各片板簧的預夾緊應力為σ_i，i＝1,2,…,n。根據板簧片數，各片板簧的結構參數及自由切線弧高的設計值，彈性模量，對根部平直式等厚疊加板簧裝配夾緊后的各片板簧的預夾緊應力進行仿真計算，確保各片板簧的預夾緊應力滿足設計要求。

為解決上述技術問題，本發明所提供的根部平直式等厚疊加板簧預夾緊應力的仿真計算法，其特征在于采用以下仿真計算步驟：

(1)根部平直式等厚疊加板簧的各片板簧自由曲率半徑R_i0的計算：

根據板簧片數n，根部平直段的一半長度L₀，各片板簧的一半作用長度為L_iT，各片板簧的自由切線弧高的設計值H_gi0，對根部平直式等厚疊加板簧的各片板簧的自由曲率半徑R_i0進行計算，i＝1,2,…,n，即

(2)根部平直式等厚疊加板簧的首片板簧初始曲率半徑R_C1的計算：