[發明專利]根部加強等構式少片變截面板簧夾緊端點力的仿真計算法

在審

• 申請號: 201810051100.5
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN107956830A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 周長城;楊鋮兆;趙雷雷;于曰偉;楊騰飛;梁宇通;汪曉;李曉晗;袁光明
• 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

技術領域

本發明涉及車輛懸架少片變截面板簧，特別是根部加強等構式少片變截面板簧夾緊端點力的仿真計算法。

背景技術

隨著汽車節能化、舒適化、輕量化、安全化的快速發展，少片變截面板簧因具有重量輕，材料利用率高，片間無摩擦或摩擦小，振動噪聲低，使用壽命長等優點，日益受到車輛懸架專家、生產企業及車輛制造企業的高度關注，并且在車輛懸架系統中得到了廣泛應用，其中，其中，為了加強板簧根部的強度，可在根部平直段與拋物線段之間增加斜線段，且各片板簧的結構相同，即根部加強等構式拋物線型變截面板簧。通常為了提高板簧可靠性和使用壽命的設計要求，通過各片板簧不同自由切線弧高，在裝配夾緊之后，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；同時，確保首片板簧的初始切線弧高滿足設計要求。對于給定設計結構的根部加強等構式拋物線型變截面板簧，各片板簧的預夾緊應力是否滿足設計要求，必須對其進行仿真計算，而預夾緊應力仿真計算的前提是各片板簧夾緊端點力的仿真計算。然而，據所查資料可知，由于各片板簧的夾緊剛度計算非常復雜，且受各片板簧自由切線弧高與各片板簧初始切線弧高、夾緊剛度及夾緊端點力之間關系的制約，先前一直未給出根部加強等構式少片變截面板簧夾緊端點力的仿真計算法。隨著車輛行駛速度及其對平順性要求的不斷提高，對等構式少片拋物線型變截面板簧提出了更高的要求，因此，必須建立一種準確、可靠的根部加強等構式少片變截面板簧夾緊端點力的仿真計算法，為各片板簧預夾緊應力的仿真計算奠定可靠的技術基礎，滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性和安全性及對根部加強等構式拋物線型變截面板簧的設計要求，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的設計要求；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、可靠的根部加強等構式少片變截面板簧夾緊端點力的仿真計算法，其仿真計算流程圖，如圖1所示。根部加強等構式拋物線型變截面板簧為以中心穿裝孔對稱的結構，其一半對稱夾緊結構示意圖如圖2所示，其中包括，板簧1，根部墊片2，端部墊片3。板簧1的片數為n，各片板簧結構相同，其中，2≤n≤5；各片板簧的寬度為b，彈性模量為E，一半作用長度為L_T，是由根部平直段、斜線段、拋物線段和端部平直段四段所構成，其中，根部平直段用于騎馬螺栓裝配夾緊，斜線段對板簧的根部起加強作用，各片板簧的結構相同，即根部加強等構式拋物線型變截面板簧。各片板簧的斜線段的水平長度為Δl，斜線段的根部到板簧端點的水平距離l₂＝L_T-L₀，拋物線段的根部到板簧端點的水平距離l_2p＝L_T-L₀-Δl。各片板簧的根部平直段的厚度為h₂，拋物線段的根部厚度為h_2p，其中，h₂>h_2p≥h₂l_2p/l₂，端部平直段的厚度為h₁。各片板簧的斜線段的厚度比γ＝h_2p/h₂，拋物線段的厚度比β＝h₁/h_2p。各片板簧的端部平直段的長度為l₁＝l_2pβ²。在各片板簧的根部之間設有根部墊片2，根部墊片厚度為δ_c。在各片板簧的端部之間設有端部墊片3，端部墊片的厚度為δ_e，材料為碳纖維復合材料，以降低板簧工作所產生的摩擦噪聲。各片板簧的自由切線弧高H_gi0，裝配夾緊后的首片板簧的初始切線弧高為H_gC1，各片板簧的夾緊端點力為F_i，預夾緊應力為σ_i，i＝1,2,…,n。通過各片板簧的各自不同自由切線弧高，確保裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高和各片板簧預夾緊應力滿足設計要求。夾緊端點力的仿真計算是各片板簧預夾緊應力仿真計算的前提。根據板簧片數，彈性模量，根部墊片和端部墊片的厚度，各片板簧的結構參數及自由切線弧高的設計值，對根部加強等構式拋物線型變截面板簧裝配夾緊后的各片板簧的夾緊端點力進行仿真計算。

為解決上述技術問題，本發明所提供的根部加強等構式少片變截面板簧夾緊端點力的仿真計算法，其特征在于采用以下仿真計算步驟：