[發(fā)明專利]螺旋彈簧的建模設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010461413.5
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113742852B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李根
• 申請（專利權(quán)）人: 上海沃爾沃汽車研發(fā)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

本申請公開了一種螺旋彈簧的建模設(shè)計方法，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)，方法包括：利用第一插值法確定工作圈(3)的半徑(Rsubgt;3/subgt;)，所述工作圈(3)的半徑(Rsubgt;3/subgt;)是所述螺旋彈簧的縱向全長(L)的函數(shù)；以及，利用第一插值法確定所述工作圈(3)的z軸位置(Zsubgt;3/subgt;(θ,L))，并且利用第二插值法確定所述上過渡圈(2)的半徑(Rsubgt;2/subgt;)和z軸位置(Zsubgt;2/subgt;)和所述下過渡圈(4)的半徑(Rsubgt;4/subgt;)和z軸位置(Zsubgt;4/subgt;)，其中，所述工作圈(3)的z軸位置(Zsubgt;3/subgt;(θ,L))、所述上過渡圈(2)的半徑(Rsubgt;2/subgt;)和z軸位置(Zsubgt;2/subgt;)、所述下過渡圈(4)的半徑(Rsubgt;4/subgt;)和z軸位置(Zsubgt;4/subgt;)各自是所述螺旋彈簧的縱向全長(L)以及轉(zhuǎn)角(θ)的函數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請大體上涉及螺旋彈簧的建模設(shè)計方法，特別是作為機動車懸架中的彈性元件的螺旋彈簧的建模設(shè)計方法。

背景技術(shù)

螺旋彈簧作為彈性元件是機動車懸架設(shè)計中的關(guān)鍵因素。通常，在計算機上對螺旋彈簧進行三維建模，然后依據(jù)各種要求確定螺旋彈簧的三維模型是否滿足要求，相應(yīng)進行修改，并最終確定螺旋彈簧的設(shè)計。

在傳統(tǒng)的螺旋彈簧設(shè)計過程中，需要事先對螺旋彈簧進行建模設(shè)計。例如，一種方式是對實體螺旋彈簧在自由狀態(tài)下進行三維掃描，然后將掃描的三維數(shù)據(jù)記錄后，供諸如CATIA的機械設(shè)計軟件讀取，并在機械設(shè)計軟件中進行計算機建模設(shè)計和驗證。再例如，另一種方式是在確定螺旋彈簧的固定參數(shù)例如自由狀態(tài)下的上下端圈的半徑、工作圈半徑后，依據(jù)經(jīng)驗人工調(diào)節(jié)處于自由狀態(tài)以及處于不同壓縮狀態(tài)下的過渡圈和工作圈的參數(shù)，從而暫定螺旋彈簧的三維數(shù)據(jù)，如果不滿足要求的話，重新依據(jù)經(jīng)驗人工調(diào)節(jié)相應(yīng)參數(shù)，并重新獲得螺旋彈簧的三維數(shù)據(jù)，再次判斷是否滿足要求。取決于設(shè)計師的經(jīng)驗，這一過程往往需要多輪更改，費時費力。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的主要目的之一是提供一種方便且無需依據(jù)經(jīng)驗來對螺旋彈簧進行建模設(shè)計的方法，從而為了后續(xù)模型計算驗證而確定螺旋彈簧在不同狀態(tài)下的三維參數(shù)信息。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種螺旋彈簧、特別是機動車懸架中的螺旋彈簧的建模設(shè)計方法，所述螺旋彈簧從上到下依次包括上端圈、上過渡圈、工作圈、下過渡圈和下端圈，所述方法包括：

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

基于所述工作圈在螺旋彈簧自由狀態(tài)下的半徑R₃₀、螺旋彈簧在自由狀態(tài)下的縱向全長L₀、螺旋彈簧在并緊狀態(tài)下的縱向全長L_s、與所述上過渡圈的終點轉(zhuǎn)角位置θ₂對應(yīng)的z軸位置Z₂₀₀、與所述下過渡圈的起點轉(zhuǎn)角位置θ₃對應(yīng)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的半徑R₃，其中，所述工作圈的半徑R₃是所述螺旋彈簧的縱向全長L的函數(shù)；