两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法制造技术

本发明专利技术涉及两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法，属于悬架渐变刚度板簧技术领域。本发明专利技术可根据主簧片数，各片等厚主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对两级渐变刚度板簧装配夹紧之后的各片等厚主簧的初始切线弧高进行仿真验算。通过样机试验可知，本发明专利技术所提供的两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法是正确的，为各片等厚主簧初始切线弧高的仿真验算提供了可靠的技术方法。利用该方法可得到准确可靠的各片等厚主簧初始切线弧高的仿真验算值，确保装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高满足设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。

【技术实现步骤摘要】
两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法
本专利技术涉及车辆悬架渐变刚度板簧，特别是两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法。
技术介绍
为了满足在不同载荷下的车辆行驶平顺性的设计要求，可采用两级渐变刚度板簧，即在主簧末片与第一级副簧首片之间、及第一级副簧末片与第二级副簧首片之间，设计有两级渐变间隙，其中，应用最为广泛的是等厚主簧式两级渐变刚度板簧，即主簧各片厚度相等。为了提高主簧强度和使用寿命，通过各片主簧各自不同的自由切线弧高，确保装配夹紧后的主簧初始切线弧高及夹紧刚度特性满足设计要求；同时，使首片主簧或前几片主簧受预夹紧压应力，而末片或后几片主簧受预夹紧拉应力，提高板簧可靠性和使用寿命。板簧装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高，不仅影响板簧装配安装，而且还影响车辆行驶平顺性和安全性。对于给定设计结构的两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧，装配夹紧后的首片板簧初始切线弧高是否满足设计要求，必须对其进行仿真验算。然而，据所查资料可知，受装配夹紧后的首片等厚主簧初始曲率半径仿真计算的制约，先前国内外一直未给出两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对两级渐变刚度板簧各片等厚主簧设计提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法，为两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧初始切线弧高的仿真验算提供可靠的技术方法，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性及两级渐变刚度板簧的设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法，其仿真验算流程图，如图1所示。两级渐变刚度板簧等厚主簧与第一级和第二级副簧的一半对称夹紧结构示意图，如图2所示，是由主簧1、第一级副簧2和第二级副簧3构成。两级渐变刚度板簧板簧的宽度为b，弹性模量为E，骑马螺栓夹紧的根部平直段的一半长度为L0。主簧1的片数为n，各片主簧的厚度相等，即等厚式叠加主簧，各片等厚主簧的厚度为h，一半作用长度为LiT，i＝1,2,…,n。第一级副簧2的片数为m1，第一级副簧各片板簧的厚度hA1j，第一级副簧各片的一半作用长度为LA1jT，j＝1,2,…,m1。第二级副簧3的片数为m2，第二级副簧各片板簧的厚度hA2k，第二级副簧各片的一半作用长度为LA2kT，k＝1,2,…,m2。两级渐变刚度板簧装配夹紧后，首片主簧的初始切线弧高为HgC1，第一级副簧首片的初始切线弧高为HgAC1，第二级副簧首片的初始切线弧高为HgAC2，且在末片主簧与第一级副簧首片之间、及第一级副簧末片与第二级副簧首片之间形成两级渐变间隙δMA1和从δA12，从而满足板簧渐变刚度的设计要求。通过各片等厚主簧的自由切线弧高，确保装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高和各片主簧预夹紧应力满足设计要求。根据等厚主簧片数，各片等厚主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，在首片主簧初始曲率半径仿真计算的基础上，对两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧的初始切线弧高进行仿真验算，确保装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高满足设计要求。为解决上述技术问题，本专利技术所提供的两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法，其特征在于采用以下仿真验算步骤：(1)两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧自由曲率半径Ri0的计算：根据主簧片数n，根部平直段的一半长度L0，各片主簧的一半作用长度LiT，各片主簧的自由切线弧高的设计值Hgi0，对两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧的自由曲率半径Ri0进行计算，i＝1,2,..,n，即(2)两级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧初始曲率半径RC1的计算：根据主簧片数n，各片主簧的厚度h；步骤(1)中计算得到的Ri0，以装配夹紧后的首片主簧的初始曲率半径RC1为待求参变量，建立两级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧初始曲率半径RC1的计算数学模型，即利用Matlab计算程序，求解上述关于RC1的方程，便可得到两级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧的初始曲率半径的计算值RC1；(3)两级渐变刚度板簧装配夹紧后的其他各片主簧初始曲率半径RCi的计算：根据主簧片数n，各片主簧的厚度h，步骤步骤(2)中计算得到的RC1，对两级渐变刚度板簧装配夹紧后除首片主簧之外的其他各片主簧的初始曲率半径RCi进行计算，i＝2,3,..,n，即RCi＝RC1+(i-1)h,i＝2,3,..,n；(4)两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧初始切线弧高HgCi的仿真验算：根据主簧片数n，根部平直段的一半长度L0，各片主簧的一半作用长度LiT；步骤(2)和步骤(3)中计算得到的RCi，对两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧的初始切线弧高HgCi进行仿真验算，i＝1,2,..,n，即本专利技术比现有技术具有的优点对于两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧初始切线弧高，由于受装配夹紧后的首片主簧初始曲率半径仿真计算这一关键技术问题的制约，先前国内外一直未曾给出准确可靠的仿真验算法，不能满足车辆快速发展及对悬架渐变刚度板簧现代化CAD设计的要求。本专利技术可根据等厚主簧片数，各片等厚主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，在首片主簧初始曲率半径仿真计算的基础上，对两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧的初始切线弧高进行仿真验算。通过样机试验测试可知，本专利技术所提供的两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法是正确的，可得到准确可靠的各片等厚主簧初始切线弧高的仿真验算值，为两级渐变刚度板簧装配夹紧后各片等厚主簧的初始切线弧高的仿真验算提供了可靠的技术方法。利用该方法可确保两级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高满足设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。附图说明为了更好地理解本专利技术，下面结合附图做进一步的说明。图1是两级渐变刚度板簧各片等厚主簧初始切线弧高的仿真验算流程图；图2是两级渐变刚度板簧等厚主簧与第一级和第二级副簧的一半对称夹紧结构示意图。具体实施方案下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例一，某两级渐变刚度板簧的宽度b＝60mm，骑马螺栓夹紧的根部平直段的一半长度L0＝50mm。主簧片数n＝3片，各片主簧的厚度h＝8mm，各片主簧的一半作用长度分别为L1T＝525mm，L2T＝450mm，L3T＝350mm。第一级副簧的片数m1＝1片，第一级副簧的厚度hA11＝h4＝13mm，第一级副簧的一半作用长度为LA11T＝250mm。第二级副簧的片数m2＝1，第二级副簧的厚度hA21＝13mm，第二级副簧的一半作用长度为LA21T＝150mm。各片主簧的自由切线弧高的设计值为Hg10＝96.0mm，Hg20＝70.4mm，Hg10＝40.9mm。根据主簧片数，各片等厚主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对该两级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片等厚主簧的初始切线弧高进行仿真验算。本专利技术实例所提供的两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算本文档来自技高网...

【技术保护点】
两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法，其中，两级渐变刚度板簧是由主簧、第一级副簧和第二级副簧构成，各片板簧的根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，板簧装配夹紧后在主簧与各级副簧之间形成两级渐变间隙，以满足板簧两级渐变刚度的要求；各片主簧的厚度相等，即等厚叠加主簧；对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片等厚主簧，板簧装配夹紧后首片主簧的初始切线弧高必须满足设计要求；根据主簧片数，各片主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对两级渐变刚度板簧装配夹紧之后的各片等厚主簧的初始切线弧高进行仿真验算，其特征在于采用以下具体仿真验算步骤：(1)两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧自由曲率半径Ri0的计算：根据主簧片数n，根部平直段的一半长度L0，各片主簧的一半作用长度LiT，各片主簧的自由切线弧高的设计值Hgi0，对两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧的自由曲率半径Ri0进行计算，i＝1,2,..,n，即

【技术特征摘要】
1.两级渐变刚度板簧等厚主簧初始切线弧高的仿真验算法，其中，两级渐变刚度板簧是由主簧、第一级副簧和第二级副簧构成，各片板簧的根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，板簧装配夹紧后在主簧与各级副簧之间形成两级渐变间隙，以满足板簧两级渐变刚度的要求；各片主簧的厚度相等，即等厚叠加主簧；对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片等厚主簧，板簧装配夹紧后首片主簧的初始切线弧高必须满足设计要求；根据主簧片数，各片主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对两级渐变刚度板簧装配夹紧之后的各片等厚主簧的初始切线弧高进行仿真验算，其特征在于采用以下具体仿真验算步骤：(1)两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧自由曲率半径Ri0的计算：根据主簧片数n，根部平直段的一半长度L0，各片主簧的一半作用长度LiT，各片主簧的自由切线弧高的设计值Hgi0，对两级渐变刚度板簧的各片等厚主簧的自由曲率半径Ri0进行计算，i＝1,2,..,n，即(2)两级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧初始曲率半径RC1的计算：根据主簧片数n，各片主簧的厚度h；步骤(1)中计算得到的Ri0，以装配夹紧后的首片主簧的初始曲率半...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长城，杨腾飞，于曰伟，赵雷雷，梁勋乾，李晓晗，杨铖兆，周继磊，梁宇通，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37