[發(fā)明專利]一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210671167.5
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN114970042B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊偉;陳為歡;段龍楊;黃暉;余顯忠;辛建偉;夏昌華
• 申請（專利權(quán)）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/23;G06F30/15;G06F111/04;G06F111/10;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 南昌大牛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36135
• 代理人: 陳秋平

1.一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，包括：

在有限元軟件中將變截面鋼板彈簧縱向截面的各個(gè)特征點(diǎn)坐標(biāo)依次以數(shù)組形式存入數(shù)組x，數(shù)組y，然后基于數(shù)組x，數(shù)組y創(chuàng)建幾何特征點(diǎn)；

將創(chuàng)建的各個(gè)特征點(diǎn)用曲線依次連接，獲得變截面板簧的縱向截面，并對縱向截面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后拉伸面網(wǎng)格單元獲得六面體單元的有限元模型，拉伸寬度為變截面板簧寬度b；

基于有限元模型進(jìn)行應(yīng)力求解，在變截面板簧的夾緊端進(jìn)行全約束，在變截面板簧的卷耳端，依據(jù)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)對變截面板簧施加的位移，獲得應(yīng)力結(jié)果；

在有限元軟件中，以軟件二次開發(fā)，自動(dòng)化獲得變截面板簧在兩種工況下的應(yīng)力，然后基于疲勞分析理論，自動(dòng)化計(jì)算變截面板簧的疲勞壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，基于有限元模型進(jìn)行應(yīng)力求解，求解工況分為兩個(gè)，第一個(gè)工況為變截面板簧從自由狀態(tài)壓縮到變截面板簧位移D1的工況，求解D1工況下的應(yīng)力σ_D1；

第二個(gè)工況為變截面板簧從自由狀態(tài)壓縮到變截面板簧位移D2的工況，求解D2工況下的應(yīng)力σ_D2，其中板簧臺(tái)架疲勞為變截面板簧在D1和D2之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，每個(gè)網(wǎng)格尺寸設(shè)定為4mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算變截面板簧的疲勞壽命包括如下：

(a)計(jì)算變截面板簧在D1位移和D2位移工況下的平均應(yīng)力σ_m及應(yīng)力幅值σ_a：

平均應(yīng)力

應(yīng)力幅值

(b)將實(shí)際工作循環(huán)應(yīng)力，等壽命地轉(zhuǎn)換為對稱循環(huán)下的應(yīng)力水平σ_a(R＝-1)，由Goodman公式：(σ_a/σ_a(R＝-1))+(σ_m/σ_u)＝1，計(jì)算對稱循環(huán)下的應(yīng)力水平σ_a(R＝-1)，其中σ_u為變截面板簧材料的抗拉強(qiáng)度；

(c)根據(jù)抗拉強(qiáng)度估計(jì)對稱循環(huán)下的基本S-N曲線，然后基于SN曲線計(jì)算應(yīng)力為σ_a(R＝-1)下的疲勞壽命N，具體為S-N曲線的近似估計(jì)，

假設(shè)起點(diǎn)：壽命N＝A，有σ_N＝A＝0.9σ_U，

假設(shè)終點(diǎn)：壽命N＝B時(shí)，有σ_N＝B＝σ_f＝K*σ_U，σ_f為疲勞極限，K為系數(shù)，A和B為預(yù)估數(shù)值；

由Basquin公式：(0.9*σr_u)^m*10³＝(Kσ_u)^m*10⁶＝C計(jì)算可得m和C，m和C為參數(shù)，

從而可計(jì)算變截面板簧在對稱循環(huán)下的應(yīng)力水平σ_a(R＝-1)疲勞壽命N，計(jì)算結(jié)果如下：

N＝C/(σ_a(R＝-1))^m。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算變截面板簧疲勞壽命時(shí)，K取0.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，在計(jì)算單片鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命時(shí)，變截面板簧寬度b為60mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，有限元軟件選擇ABAQUS軟件或ANSYS軟件。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車變截面鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命快速計(jì)算方法，其特征在于，在計(jì)算三片鋼板彈簧臺(tái)架疲勞壽命時(shí)，需分別求解三片簧片在臺(tái)架工況下的位移D1和位移D2。