根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法制造技术

技术编号:18445282 阅读:25 留言:0更新日期:2018-07-14 10:31
本发明专利技术涉及根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明专利技术可根据板簧片数,弹性模量,各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值,对根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算。通过样机试验可知,本发明专利技术所提供的根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法是正确的,为根部曲线式非等厚叠加板簧装配夹紧后的各片板簧预夹紧应力的仿真计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板簧预夹紧应力的仿真计算值,确保各片板簧预夹紧应力满足设计要求,从而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,降产品的低设计及试验费用,加快产品开发速度。

A simulation method for pre clamping stress of curved non equal thickness overlay leaf springs

The invention relates to a simulation calculation method for pre clamping stress of a root curve type non equal thickness overlay leaf spring, which belongs to the technical field of suspension leaf spring. According to the number of plate reed, the elastic modulus, the structural parameters of each leaf spring and the design value of the free tangent curve, the pre clamping stress of the plate spring of the root curved non thick superposition leaf spring can be simulated. The prototype test shows that the simulation calculation method of the pre clamping stress of the root curve type unequal thick superposition leaf spring provided by this invention is correct. It provides a reliable technical method for the simulation calculation of the pre clamped stress of the plate spring after the unequal thick overlay of the root of the root curve. The accurate and reliable calculation value of pre clamping stress of each leaf spring can be obtained by this method, which ensures the pre clamping stress of each leaf spring to meet the design requirements, thus improving the design level, reliability and service life of the product and the safety of the vehicle. At the same time, the low design and test cost of the reduced product will speed up the speed of the product development. Degree.

【技术实现步骤摘要】
根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法
本专利技术涉及车辆悬架钢板弹簧,特别是根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法。
技术介绍
多片叠加板簧是车辆悬架弹簧中应用非常广泛的零部件,其中,为了优化加工工艺,提高生产效率,板簧曲面采用一次曲面成型加工,中间夹紧根部段为非直线段,即根部曲线式板簧;为了满足板簧夹紧刚度和首片板簧受力复杂及其对应力强度的设计要求,通常首片板簧的厚度大于其他各片板簧的厚度,即根部曲线式非等厚叠加板簧。即通过各片不同自由切线弧高及自由曲率半径的半径,经中心穿装栓预夹紧后的首片板簧的预夹紧切线弧高满足设计要求;同时,使首片或前几片板簧产生一定的预夹紧压应力,从而提高板簧可靠性和使用寿命,其中,各片板簧预夹紧应力的大小,不仅影响板簧的可靠性和使用寿命,而且还影响车辆行驶安全性。对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片板簧,中心穿装栓预夹紧后的各片板簧的预夹紧应力是否满足板簧设计要求,必须对其进行仿真计算。然而,据所查资料可知,因受根部曲线式非等厚叠加板簧的首片板簧预夹紧曲率半径仿真计算的制约,先前一直未曾给出准确可靠的根部曲线式非等厚叠加板簧各片预夹紧应力的仿真计算方法,因此,不能满足车辆快速发展及对悬架板簧现代化CAD设计的要求。随着车辆行驶速度及其对平顺性和安全性要求的不断提高,对根部曲线式非等厚叠加板簧提出了更高的要求,因此,必须建立一种准确、可靠的根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性和安全性及对板簧设计的要求,确保板簧在中心穿装螺栓夹紧后的各片板簧的预夹紧应力满足设计要求,提高产品的设计水平、可靠性及车辆行驶安全性;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、可靠的根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,其仿真计算流程图,如图1所示。各片板簧以中心穿装孔对称的结构,板簧的宽度为b,弹性模量为E,各片板簧曲面为一次曲面成型加工,且各片板簧的厚度不相等,即根部曲线式非等厚叠加板簧,板簧在中心穿装栓预夹紧后的一半对称预夹紧结构示意图如图2所示。板簧片数为n,各片板簧的一半作用长度为LiT,各片板簧的厚度hi,通过各片板簧的各自不同的自由切线弧高Hgi0及自由曲率半径Ri0,确保在中心穿装栓预夹紧后的首片板簧预夹紧切线弧高HgFi和各片板簧预夹紧应力σi满足设计要求,i=1,2,…,n。根据板簧片数,弹性模量,各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值,对根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算,确保各片板簧的预夹紧应力满足设计要求。为解决上述技术问题,本专利技术所提供的根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,其特征在于采用以下仿真计算步骤:(1)根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧自由曲率半径Ri0的计算根据板簧片数n,各片板簧的一半作用长度为LiT,各片板簧的自由切线弧高的设计值Hgi0,对根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的自由曲率半径Ri0进行仿真计算,i=1,2,…,n,即(2)根部曲线式非等厚叠加板簧的首片板簧预夹紧曲率半径RF1的计算:根据板簧片数n,各片板簧的厚度hi,步骤(1)中仿真计算得到的Ri0,i=1,2,…,n,以中心穿装栓夹紧后的首片板簧的初始曲率半径RF1为待求参变量,建立根部曲线式非等厚叠加板簧在中心穿装栓夹紧后的首片板簧预夹紧曲率半径RF1的计算模型,即利用Matlab计算程序,求解上述关于RF1的方程,便可得到非根部平直式等厚叠加板簧在中心穿装栓夹紧后的首片板簧的预夹紧曲率半径RF1的计算值;(3)根部曲线式非等厚叠加板簧的其他各片板簧预夹紧曲率半径RFi的计算:根据板簧片数n,前n-1片板簧的厚度hi,步骤(2)中计算得到的RF1,对根部曲线式非等厚叠加板簧在中心穿装栓夹紧后除首片板簧之外的其他各片板簧的预夹紧曲率半径RFi进行计算,i=2,3,…,n,即RFi=RF1+(h1+h2+…+hi-1),i=2,3,…,n;(4)根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的预夹紧应力σi的仿真计算:根据板簧片数n,弹性模量E,各片板簧的厚度hi,步骤(1)中计算得到的Ri0,步骤(2)和(3)中计算得到的RFi,对该根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的预夹紧应力σi进行仿真计算,i=1,2,…,n,即本专利技术比现有技术具有的优点因受根部曲线式非等厚叠加板簧的首片板簧预夹紧曲率半径仿真计算的制约,先前一直未曾给出准确可靠的根部曲线式非等厚叠加板簧各片预夹紧应力的仿真计算方法,不能满足车辆快速发展及对悬架板簧现代化CAD设计的要求。本专利技术可根据板簧片数,弹性模量,各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值,对根部曲线式非等厚叠加板簧在中心穿装栓预夹紧后的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算。通过样机试验测试可知,本专利技术所提供的根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法是正确的,可得到准确可靠的各片板簧预夹紧应力的仿真计算值,为根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的预夹紧应力仿真计算提供了可靠的技术方法。利用该方法可确保各片板簧的预夹紧应力满足设计要求,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是根部曲线式非等厚叠加板簧各片预夹紧应力的仿真计算流程图;图2是根部曲线式非等厚叠加板簧在中心穿装栓预夹紧后的一半对称预夹紧结构示意图。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:某根部曲线式非等厚叠加板簧的宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa;板簧片数n=5,各片板簧的厚度为h1=9mm,h2=8mm,h3=8mm,h4=10mm,h5=10mm;各片板簧的一半作用长度为L1T=575mm,L2T=525mm,L3T=475mm,L4T=425mm,L5T=375mm;各片板簧自由切线弧高的设计值分别为Hg10=106.1mm,Hg20=89.8mm,Hg30=77.1mm,Hg40=63.0mm,Hg50=50.0mm。根据板簧片数,弹性模量,各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值,对该根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算。本专利技术实例所提供的根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,其仿真计算流程如图1所示,具体仿真计算步骤如下:(1)根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧自由曲率半径Ri0的计算根据板簧片数n=5,各片板簧的一半作用长度为L1T=575mm,L2T=525mm,L3T=475mm,L4T=425mm,L5T=375mm;各片板簧的自由切线弧高的设计值Hg10=106.1mm,Hg20=89.8mm,Hg30=77.1mm,Hg40=63.0mm,Hg50=50.0mm,对该根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的自由曲率半径Ri0进行计算,即(2)根部曲线式非等厚叠加板簧的首片板簧预夹紧曲率半径RF1的计算:根据板簧片数n=5,各片板簧的厚度h1=9mm,h2=8mm,h3=8mm,h4=10mm,h5=10本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,其中,各片板簧为一次曲面成型加工,未加工骑马螺栓装配夹紧的根部平直段,各片板簧的厚度不相等,首片板簧的厚度大于其他各片板簧的厚度,即根部曲线式非等厚叠加板簧;对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片根部曲线式板簧,中心穿装栓预夹紧后的各片板簧的预夹紧应力必须满足设计要求;根据板簧片数,各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值,弹性模量,对根部曲线式非等厚叠加板簧在中心穿装栓预夹紧后的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算,其特征在于采用以下具体仿真计算步骤:(1)根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧自由曲率半径Ri0的计算根据板簧片数n,各片板簧的一半作用长度为LiT,各片板簧的自由切线弧高的设计值Hgi0,对根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的自由曲率半径Ri0进行仿真计算,i=1,2,…,n,即

【技术特征摘要】
1.根部曲线式非等厚叠加板簧预夹紧应力的仿真计算法,其中,各片板簧为一次曲面成型加工,未加工骑马螺栓装配夹紧的根部平直段,各片板簧的厚度不相等,首片板簧的厚度大于其他各片板簧的厚度,即根部曲线式非等厚叠加板簧;对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片根部曲线式板簧,中心穿装栓预夹紧后的各片板簧的预夹紧应力必须满足设计要求;根据板簧片数,各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值,弹性模量,对根部曲线式非等厚叠加板簧在中心穿装栓预夹紧后的各片板簧的预夹紧应力进行仿真计算,其特征在于采用以下具体仿真计算步骤:(1)根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧自由曲率半径Ri0的计算根据板簧片数n,各片板簧的一半作用长度为LiT,各片板簧的自由切线弧高的设计值Hgi0,对根部曲线式非等厚叠加板簧的各片板簧的自由曲率半径Ri0进行仿真计算,i=1,2,…,n,即(2)根部曲线式非等厚叠加板簧的首片板簧预夹紧曲率半径RF1的计算:根据板簧片数n,各片板簧的厚度hi,步骤(1)中仿真计算得到的Ri0,i=1,2,…,n...

【专利技术属性】
技术研发人员:周长城于曰伟赵雷雷梁勋乾刘灿昌陈海真李晓晗毛少坊梁宇通
申请(专利权)人:山东理工大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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