端部加强等构式少片变截面板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端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法，属于悬架少片变截面板簧技术领域。本发明专利技术可根据板簧片数，根部和端部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板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端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法是准确的，为初始切线弧高的仿真验算提供了可靠的技术方法。利用该方法可确保装配加紧后的首片板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。

Simulation algorithm for initial tangent arc height of end strengthened equal structure small piece of variable cross-section leaf spring

The invention relates to a simulation test algorithm for the initial tangent arc height of an end strengthening equal structure small piece of variable cross-section leaf spring, which belongs to the technical field of a suspension less variable cross-section leaf spring. According to the thickness of the plate reed, the thickness of the root and end gaskets, the structural parameters of each leaf spring and the design value of the free tangent curve, the initial tangent arc height of the plate spring after the end strengthening of the small slice parabolic type leaf spring is simulated and checked. Through the prototype test, it can be found that the experimental algorithm provided by this invention is accurate, and provides a reliable technical method for the simulation of the initial tangent arc height. This method can ensure the initial cutting curve of the first plate spring after the assembly is tightened to meet the design requirements, improve the design level, reliability, service life and vehicle safety of the product, at the same time, reduce the design and test cost of the product and speed up the speed of product development.

【技术实现步骤摘要】
端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法
本专利技术涉及车辆悬架少片变截面板簧，特别是端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法。
技术介绍
随着汽车节能及轻量化的快速发展，少片变截面板簧因具有重量轻，材料利用率高，片间无摩擦或摩擦小，振动噪声低，使用寿命长等优点，日益受到车辆悬架专家、生产企业及车辆制造企业的高度关注，并且在车辆悬架系统中得到了广泛应用，其中，为了满足板簧端部受力复杂的要求，在各片板簧的抛物线段与端部平直段之间增加一斜线段，增强板簧端部的强度，同时，各片板簧结构相同，即端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧。通常为了提高板簧可靠性和使用寿命的设计要求，通过各片板簧的各自不同自由切线弧高，在装配夹紧之后，使首片板簧或前几片板簧产生一定的预夹紧压应力，同时，确保首片板簧的初始切线弧高满足设计要求。因此，对于给定设计结构的板簧，装配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高是否满足设计要求，必须对其仿真验算。然而，据所查资料可知，由于受各片板簧自由切线弧高与板簧片数，结构参数，根部和端部垫片厚度，装配夹紧后各片板簧的初始切线弧高之间关系，及初始切线弧高影响量计算的制约，先前一直未曾给出端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法。因此，必须建立一种准确、可靠的端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法，为装配夹紧后的首片板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、车辆行驶平顺性和安全性及对少片变截面板簧的设计要求，确保配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高满足设计要求，提高产品设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性的设计要求；同时，降低产品设计及试验费用，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、可靠的端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧自由切线弧高的设计方法，其设计流程图，如图1所示。端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧为以中心穿装孔对称的结构，将对称中心线看作为一半板簧的根部固定端，将端部受力点看作为板簧端点，其一半对称夹紧结构示意图如图2所示，其中包括，板簧1，根部垫片2，端部垫片3。板簧1的片数为n，其中，2≤n≤5；各片板簧的宽度为b，弹性模量为E，一半作用长度为LT，是由根部平直段、抛物线段、斜线段和端部平直段四段构成，其中，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，斜线段对板簧的端部起加强作用，各片板簧的结构相同，即端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧。各片板簧的根部平直段的厚度h2；骑马螺栓夹紧的根部平直段的一半长度为L0，各片板簧的抛物线段的根部到板簧端点的水平距离l2＝LT-L0，各片板簧的抛物线段的端部厚度为h1p，端部平直段的厚度为h1；抛物线段的厚度比为β＝h1p/h2。斜线段的水平长度Δl，斜线段的厚度比γ＝h1/h1p；斜线段的根部到板簧端点的水平距离l1p＝l2β2，端部平直段的长度l1＝l1p-Δl。各片板簧的根部之间设有根部垫片2，根部垫片厚度为δc。各片板簧的端部之间设有端部垫片3，端部垫片的厚度为δe，材料为碳纤维复合材料，以降低板簧工作所产生的摩擦噪声。由于首片板簧的受力复杂，通过各片板簧的自由切线弧高，确保装配预夹紧后的首片板簧的初始切线弧高满足设计要求，同时，使首片板簧或前几片板簧受预夹紧压应力，而末片或后几片板簧受预夹紧拉应力，提高板簧可靠性和使用寿命。各片板簧的自由切线弧高为Hgi0，通过骑马螺栓装配夹紧后的各片板簧的初始切线弧高为HgCi，i＝1,2,…,n。根据板簧片数，根部垫片和端部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的初始切线弧高进行仿真验算，确保装配夹紧后的首片板簧的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端部加强等构式少片变截面板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)端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的初始切线弧高影响量ΔHgC的计算：根据板簧片数n，根部垫片厚度δc，端部垫片厚度δe，各片板簧的根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的初始切线弧高影响量ΔHgC进行计算，即(2)端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的首片板簧初始切线弧高HgC1的仿真验算：根据板簧片数n，各片板簧的自由切线弧高的设计值Hgi0，步骤(1)中计算得到的ΔHgC，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的首片板簧的初始切线弧高HgC1进行仿真验算，即(3)端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的其他各片板簧初始切线弧高HgCi的仿真验算：根据板簧片数n，根部垫片厚度δc，端部垫片厚度δe，各片板簧的根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1，步骤(2)中仿真计算得到的HgC1，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后除首片板簧之外的其他各片板簧的初始切线弧高HgCi进行仿真验算，i＝2,3,…,n，即HgCi＝HgC1+(h2+δc)-(h1+δe)，i＝2,3,…,n。本专利技术比现有技术具有的优点先前对于端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧，一直未曾给出准确可靠的端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法，不能满足车辆快速发展及对悬架少片变截面板簧现代化CAD设计的要求。本专利技术可根据板簧片数，根部垫片和端部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的初始切线弧高进行仿真验算。通过样机试验测试可知，该专利技术所提供的端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法是正确的，为端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧预夹紧后的初始切线弧高仿真验算提供了可靠的技术方法。利用该方法，可得到准确可靠的端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的初始切线弧高的仿真验算值，确保装配夹紧后的首片板簧的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，降低产品的设计开发及试验费用，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是端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧初始切线弧高的仿真验算流程图；图2是端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的一半夹紧结构示意图。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：某端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的宽度b＝60mm，一半作用长度LT＝575mm，骑马螺栓夹紧的根部平直段的一半长度L0＝50mm，斜线段的水平长度Δl＝30mm，抛物线段的根部到板簧端点的水平距离l2＝LT-L0＝525mm，弹性模量E＝200GPa。板簧片数n＝3，各片板簧的根部平直段的厚度h2＝18mm，抛物线段的端部厚度h1p＝7mm，端部平直段的厚度h1＝8mm。各片板簧的抛物线段的厚度比β＝h1p/h2＝0.3889，斜线段的厚度比γ＝h1/h1p＝1.1429。片板簧的斜线段的根部到板簧端点的水平距离l1p＝l2β2＝79.4mm，端部平直段的长度l1＝l1p-Δl＝49.4mm。各片板簧的自由切线弧高的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法，其中，板簧的一半作用长度是由根部平直段、抛物线段、斜线段和端部平直段构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，斜线段对板簧的端部起加强作用，各片板簧的结构相同，即端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧；对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片板簧，装配夹紧后的首片板簧初始切线弧高必须满足设计要求；根据板簧片数，根部垫片和端部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板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)端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的初始切线弧高影响量ΔHgC的计算：根据板簧片数n，根部垫片厚度δc，端部垫片厚度δe，各片板簧的根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的初始切线弧高影响量ΔHgC进行计算，即

【技术特征摘要】
1.端部加强等构式少片变截面板簧初始切线弧高的仿真验算法，其中，板簧的一半作用长度是由根部平直段、抛物线段、斜线段和端部平直段构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，斜线段对板簧的端部起加强作用，各片板簧的结构相同，即端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧；对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片板簧，装配夹紧后的首片板簧初始切线弧高必须满足设计要求；根据板簧片数，根部垫片和端部垫片的厚度，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板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)端部加强等构式少片抛物线型变截面板簧的初始切线弧高影响量ΔHgC的计算：根据板簧片数n，根部垫片厚度δc，端部垫片厚度δe，各片板簧的根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1，对端部加强等构式...

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