[發明專利]螺旋彈簧的建模設計方法

有效

• 申請號: 202010461413.5
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113742852B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 李根
• 申請（專利權）人: 上海沃爾沃汽車研發有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李隆濤

1.一種螺旋彈簧的建模設計方法，所述螺旋彈簧從上到下依次包括上端圈(1)、上過渡圈(2)、工作圈(3)、下過渡圈(4)和下端圈(5)，所述方法包括：

以所述上端圈(1)的起點轉角位置為零轉角，提供所述上過渡圈(2)的起點轉角位置(θ₁)、所述上過渡圈(2)的終點轉角位置(θ₂)、所述下過渡圈(4)的起點轉角位置(θ₃)、和所述下過渡圈(4)的終點轉角位置(θ₄)；

基于所述工作圈(3)在螺旋彈簧自由狀態下的半徑(R₃₀)、螺旋彈簧在自由狀態下的縱向全長(L₀)、螺旋彈簧在并緊狀態下的縱向全長(L_s)、與所述上過渡圈(2)的終點轉角位置對應的z軸位置(Z₂₀₀)、與所述下過渡圈(4)的起點轉角位置(θ₃)對應的z軸位置(Z₃₀₀)、以及所述螺旋彈簧的螺旋線徑，利用第一插值法確定所述工作圈(3)的半徑(R₃)，其中，所述工作圈(3)的半徑(R₃)是所述螺旋彈簧的縱向全長(L)的函數；

基于上述所有參數、以及所述上端圈(1)的半徑(R₁)、所述下端圈(5)的半徑(R₅)，并且在假設所述螺旋彈簧的剛度是所述上端圈、所述上過渡圈、所述工作圈、所述下過渡圈和所述下端圈的剛度串聯而成的前提下，利用第一插值法確定所述工作圈(3)的z軸位置(Z₃(θ,L))，并且利用第二插值法確定所述上過渡圈(2)的半徑(R₂)和z軸位置(Z₂)和所述下過渡圈(4)的半徑(R₄)和z軸位置(Z₄)，其中，所述工作圈(3)的z軸位置(Z₃(θ,L))、所述上過渡圈(2)的半徑(R₂)和z軸位置(Z₂)、所述下過渡圈(4)的半徑(R₄)和z軸位置(Z₄)各自是所述螺旋彈簧的縱向全長(L)以及轉角(θ)的函數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一插值法與所述第二插值法不同。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二插值法包括但不限于埃爾米特插值法、拉格朗日插值法、牛頓插值法、或分段插值法。

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，將在所述螺旋彈簧的自由狀態和/或壓縮狀態下所述上過渡圈(2)的半徑(R₂)和z軸位置(Z₂)、所述工作圈(3)的半徑(R₃)和z軸位置(Z₃(θ,L))、所述下過渡圈(4)的半徑(R₄)和z軸位置(Z₄)轉化成能夠由三維機械設計軟件讀取的三維坐標數據。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述上端圈(1)和所述下端圈(5)的半徑不隨轉角而改變。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述上端圈(1)的z軸位置不隨轉角而改變并且等于所述螺旋彈簧的縱向全長，所述下端圈(5)的z軸位置不隨轉角而改變并且等于零。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在使用埃爾米特插值法確定所述螺旋彈簧的上過渡圈(2)和下過渡圈(4)的半徑和z軸位置時，最大選取埃爾米特多項式的3階項。

8.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用線性插值法確定所述工作圈(3)的半徑(R₃)，其中，所述工作圈(3)的半徑(R₃)是所述螺旋彈簧的縱向全長(L)的函數。