[發明專利]雙加強等構式少片變截面板簧預夾緊應力的仿真計算法

在審

• 申請號: 201810051237.0
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108090309A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 周長城;于曰偉;李曉晗;梁宇通;毛少坊;趙雷雷;汪曉;楊騰飛;楊鋮兆
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F16F1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.雙加強等構式少片變截面板簧預夾緊應力的仿真計算法，其中，各片板簧的一半作用長度是由根部平直段、根部斜線段、拋物線段、端部斜線段和端部平直段五段所構成，部平直段用于騎馬螺栓裝配夾緊，根部斜線段和端部斜線段分別對板簧的根部和端部起加強作用，各片板簧的結構相同，即雙加強等構式少片拋物線型變截面板簧；對于給定設計結構參數及自由切線弧高的各片板簧，裝配夾緊后的各片板簧的預夾緊應力必須滿足設計要求；根據板簧片數，彈性模量，各片板簧的結構參數及自由切線弧高的設計值，根部墊片和端部墊片的厚度，對雙加強等構式少片拋物線型變截面板簧裝配夾緊后的各片板簧的預夾緊應力進行仿真計算，其特征在于采用以下具體仿真計算步驟：

(1)雙加強等構式拋物線型變截面板簧的各片板簧夾緊剛度K的計算：

A步驟：各片板簧的夾緊端點變形系數Gx-F的計算

根據板簧的寬度b，彈性模量E，端部斜線段的水平長度Δl1，根部斜線段的水平長度Δl2；根部斜線段的根部到板簧端點的水平距離l2，拋物線段根部到板簧端點的水平距離l1p，拋物線段的根部到板簧端點的水平距離l2p，端部平直段的長度l1；各片板簧的根部平直段的厚度h2，拋物線段的根部厚度h2p，拋物線段的端部厚度h1p，端部平直段的厚度h1；各片板簧的根部斜線段的厚度比γ＝h2p/h2，拋物線段的厚度比β＝h1p/h2p，端部斜線段的厚度比μ＝h1/h1p，對雙加強等構式拋物線型變截面板簧的各片板簧的夾緊端點變形系數Gx-F進行計算，即

G x - F = 4 l 1 3 Ebγ 3 β 3 μ 3 - 8 l 2 p 3 / 2 ( l 1 p 3 / 2 - l 2 p 3 / 2 ) Ebγ 3 + 6 Δl 2 ( 2 l 2 l 2 p γ 3 - 4 l 4 l 2 p γ 2 ln γ ) Ebγ 2 β 3 ( γ - 1 ) 3 + 6 Δl 2 ( 4 l 2 p 2 γ - l 2 p 2 + 3 l 2 2 γ 2 - 4 l 2 2 γ 3 + l 2 2 γ 4 - 3 l 2 p 2 γ 2 - 2 l 2 l 2 p γ + 2 l 2 2 γ 2 ln γ + 2 l 2 p 2 γ 2 ln γ ) Ebγ 2 β 3 ( γ - 1 ) 3 + 6 Δl 1 ( 4 l 1 2 μ - l 1 2 - 3 l 1 2 μ 2 + 3 l 1 p 2 μ 2 - 4 l 1 p 2 μ 3 + l 1 p 2 μ 4 + 2 l 1 2 μ 2 ln μ + 2 l 1 p 2 μ 2 ln μ - 2 l 1 l 1 p μ ) Ebγ 3 β 3 μ 2 ( μ - 1 ) 3 + 6 Δl 1 ( 2 l 1 l 1 p μ 3 - 4 l 1 l 1 p μ 2 ln μ ) Ebγ 3 β 3 μ 2 ( μ - 1 ) 3 ; ]]>

B步驟：各片板簧的夾緊剛度K的計算

根據各片板簧的根部平直段的厚度h2，步驟(1)中計算得到的Gx-F，對雙加強等構式拋物線型變截面板簧的各片板簧的夾緊剛度K進行計算，即

K = 2 h 2 3 G x - F ; ]]>

(2)雙加強等構式拋物線型變截面板簧的各片板簧初始切線弧高HgCi的確定：

I步驟：首片板簧的初始切線弧高HgC1的確定

根據板簧片數n，根部墊片厚度δc，端部墊片厚度δe，根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1，各片板簧的自由切線弧高的設計值Hgi0，i＝1,2,…,n，對雙加強等構式拋物線型變截面板簧裝配夾緊后的首片板簧的初始切線弧高HgC1進行確定，即

H g C 1 = Σ i = 1 n H g i 0 n - ( n - 1 ) [ ( h 2 + δ C ) - ( h + δ e ) ] n ; ]]>

II步驟：其他各片板簧的初始切線弧高HgCi的確定

根據板簧片數n，根部墊片厚度δc，端部墊片厚度δe，根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1，I步驟中確定得到的HgC1，對雙加強等構式拋物線型變截面板簧裝配夾緊后除首片板簧之外的其他各片板簧的初始切線弧高HgCi進行確定，i＝2,3,…,n，即

HgCi＝HgC1+(h2+δc)-(h1+δe),i＝2,3,…,n；

(3)雙加強等構式拋物線型變截面板簧的各片板簧夾緊端點力Fi的確定：

根據板簧片數n，各片板簧的自由切線弧高的設計值Hgi0，步驟(1)中計算得到的K，步驟(2)中確定得到的HgCi，i＝1,2,…,n，對雙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Fi進行確定，即

F i = K ( H g i 0 - H g C i ) 2 , i = 1 , 2 , ... , n ; ]]>

(4)雙加強等構式拋物線型變截面板簧的各片板簧預夾緊應力σi的仿真計算：

根據板簧片數n，板簧的寬度b，各片板簧的根部平直段的厚度h2，根部斜線段的根部到主簧端點的水平距離l2，步驟(3)中確定得到的Fi，對雙加強等構式少片拋物線型變截面板簧裝配夾緊后的各片板簧的預夾緊應力σi進行仿真計算，i＝1,2,…,n，即

σ i = 6 F i l 2 bh 2 2 , i = 1 , 2 , ... , n . ]]>