本发明专利技术涉及油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力的计算方法，属于油气悬架技术领域。先前对于油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力一直没有可靠的计算方法，大都利用有限元软件对给定压力下最大径向应力进行仿真，不能满足油气弹簧现代化CAD设计的要求。本发明专利技术提供的油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力的计算方法，可根据油气弹簧不等厚环形阀片的结构参数和材料性能参数，对不等厚环形阀片的最大径向应力进行精确、快速的计算。通过与ANSYS仿真结果比较可知，该计算方法是准确、可靠的，为实现油气弹簧现代化CAD设计和不等厚环形阀片应力强度计算，提供了可靠的最大径向应力计算方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气弹簧，特别是油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力的计算方 法。
技术介绍
对于油气弹簧不等厚环形阀片的最大径向应力，先前国内外无精确、可靠的计算 方法，大都是利用有限元仿真软件，对给定压力下的不等厚环形阀片，通过建立实体模型进 行数值仿真得到近似的数值解，但是需要建立实体模型且不能提供精确的解析计算式及计 算方法。由于油气弹簧不等厚环形阀片的破坏不仅受周向应力的影响，而且还受径向应力 的影响，不等厚环形阀片会沿着内圆周处断裂，主要是由于不等厚环形阀片所受的最大径 向应力超出了应力强度的要求。随着汽车工业的快速发展及行驶速度的不断提高，对油气 弹簧及不等厚环形阀片的设计提出了更高的要求，当前利用有限元仿真软件，通过实体建 模对最大径向应力进行仿真验算，缺乏精确的解析计算式，不能满足现代汽车工业的快速 发展和油气弹簧现代化CAD设计的要求。因此，为了满足油气弹簧及不等厚环形阀片现代 化CAD设计及应力强度校核的要求，必须建立精确、可靠的油气弹簧不等厚环形阀片最大 径向应力的计算方法。
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准确、 可靠的，其计算流程图如图1所示；油 气弹簧不等厚环形阀片力学模型如图2所示。 为解决上述技术问题，本专利技术所提供的油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力的 计算方法，其特征在于采用以下计算步骤： (1)确定不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项&和X2: 根据不等厚环形阀片的弹性模量E，泊松比μ，变厚度半径rt，有效内圆半径^，外 圆半径r b，建立不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项的特征方程，BP : 利用Matlab程序，求解上述关于HYJP Y 2的四个方程组成的方程组，求得不 等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项&和X 2; (2)确定不等厚环形阀片的最大径向应力系数G"_: 根据油气弹簧不等厚环形阀片的弹性模量E，有效内圆半径ra，外圆半径r b，以及 步骤（1)求得的不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项XdPX2，确定不等厚环形 阀片的最大径向应力系数G"_，BP : (3)计算不等厚环形阀片的最大径向应力σ 根据不等厚环形阀片的等厚度部分的厚度h。，所受均布压力p，步骤（2)求得的 G"_，计算不等厚环形阀片的最大径向应力σ_χ，ΒΡ : 本专利技术比现有技术具有的优点： 对于油气弹簧不等厚环形阀片的最大径向应力的计算，先前国内外无精确、可靠 的计算方法，大都是利用有限元仿真软件，对给定压力下的不等厚环形阀片，通过建立实体 模型进行数值仿真得到近似的数值解，但不能满足现代汽车工业的快速发展和油气弹簧现 代化CAD设计的要求。 本专利技术提供的，可根据油气弹 簧不等厚环形阀片的结构参数和材料性能参数，对不等厚环形阀片的最大径向应力进行精 确、快速的计算。通过与ANSYS仿真结果比较可知，该计算方法是可靠的且计算结果是精确 的，为实现油气弹簧现代化CAD设计和不等厚环形阀片的应力强度校核，提供了可靠的最 大径向应力计算方法。【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是的计算流程图； 图2是油气弹簧不等厚环形阀片力学模型图； 图3是实施例的油气弹簧不等厚环形阀片应力仿真云图； 具体实施方案 下面通过一实施例对本专利技术作进一步详细说明。 某特种车辆油气弹簧采用了不等厚环形阀片，弹性模量E = 200GPa，泊松比μ = 1/3,其等厚度部分的厚度h。= 0· 3mm，变厚度半径r t= 7. 3mm，有效内圆半径r a= 5. 0mm， 外圆半径rb= 8. 5mm，所受均布压力为p = 3. OMPa。 本专利技术实例所提供的，其计算 流程图如图1所示，油气弹簧不等厚环形阀片力学模型如图2所示，具体步骤如下： (1)确定不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项&和X2: 根据不等厚环形阀片的弹性模量E = 200GPa，泊松比μ = 1/3,变厚度半径rt = 7. 3mm，有效内圆半径1"3= 5. 0_，外圆半径rb= 8. 5mm，建立不等厚环形阀片最大径向应力 系数构成的常数项的特征方程，BP : ； 利用Matlab程序，求解上述关于X1J2JjP Y 2的四个方程组成的方程组，求得不 等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项X1= 5. 059X 10 15和X 2= 1.526X 10 2°; (2)确定不等厚环形阀片的最大径向应力系数G"_: 根据油气弹簧不等厚环形阀片的弹性模量E = 200GPa，有效内圆半径!^= 5. 0mm， 外圆半径rb= 8. 5_，以及步骤（1)求得的不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数 项X1= 5. 059X 10 15和X2= 1.526X 10 2°，确定不等厚环形阀片的最大径向应力系数G"_， 即： (3)计算不等厚环形阀片的最大径向应力σ 根据不等厚环形阀片的等厚度部分的厚度h。= 0. 3mm，所受均布压力p = 3. OMPa， 步骤（2)求得的G"_= 4. 76756 nm2,计算不等厚环形阀片的最大径向应力〇"ax，gp : 根据实施例中的油气弹簧不等厚环形阀片，弹性模量E = 200GPa，泊松比μ = 1/3,其等厚度部分的厚度h。= 0· 3mm，变厚度半径r t= 7. 3mm，有效内圆半径r a= 5. Omm， 外圆半径rb= 8. 5mm，所受均布压力为p = 3. OMPa，利用ANSYS有限元分析软件建立模型， 其边界条件与图2的力学模型一致，以0.1 mm为单位对模型划分网格，在半径_ 区间上施加均布压力3. OMPa，对阀片进行静力学仿真分析，所得到的径向应力仿真云图如 图3所示，其中，该油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力值为1595. 22MPa。 该值与利用本专利技术提供的计算方法计算得到的最大径向应力值1589. 19MPa相吻 合，相对偏差仅为0.379%。结果表明，所建立的油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力的 计算方法是正确的。【主权项】1.，其具体计算步骤如下： (1) 确定不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项&和X 2: 根据不等厚环形阀片的弹性模量E，泊松比μ，变厚度半径rt，有效内圆半径^，外圆半 径rb，建立不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项的特征方程，即：利用Matlab程序，求解上述关于X1J2JdP Y 2的四个方程组成的方程组，求得不等厚 环形阀片最大径向应力系数构成的常数项XjP X 2; (2) 确定不等厚环形阀片的最大径向应力系数G"_: 根据油气弹簧不等厚环形阀片的弹性模量E，有效内圆半径ra，外圆半径rb，以及步骤 (1)求得的不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项&和X 2，确定不等厚环形阀片 的最大径向应力系数G"_，BP :(3) 计算不等厚环形阀片的最大径向应力σ_χ: 根据不等厚环形阀片的等厚度部分的厚度h。，所受均布压力ρ，步骤（2)求得的G"_， 计算不等厚环形阀片的最大径向应力〇Max，gp :【专利摘要】本专利技术涉及，属于油气悬架
先前对于油本文档来自技高网...
【技术保护点】
油气弹簧不等厚环形阀片最大径向应力的计算方法，其具体计算步骤如下：(1)确定不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项X1和X2：根据不等厚环形阀片的弹性模量E，泊松比μ，变厚度半径rt，有效内圆半径ra，外圆半径rb，建立不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项的特征方程，即：X1ra2-3(1-μ2)ra24E(ra2-4rb2lnra+2rb2)+X2=0;]]>85rb296+Ert3(11+317)72(1-μ2)rb17/2-5/2Y2+Ert3(11-317)72(1-μ2)rb-17/2-5/2Y1=0;]]>X1rt2+X2-3(1-μ2)4Ert(rt2-4rb2lnrt+2rb2)-Y1rt5/2-17/2-Y2rt5/217/2+3(1-μ2)rt28E(rt2-8rb2)=0;]]>19rt296-13rb212+E9(1-μ2)X1-E18(1-μ2)r2X2-5rt224+rb2lnrt3+rb212-E(11+317)72(1-μ2)rt17/2+1/2Y2-E(11-317)72(1-μ2)rt-17/2+1Y1=0;]]>利用Matlab程序，求解上述关于X1、X2、Y1和Y2的四个方程组成的方程组，求得不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项X1和X2；(2)确定不等厚环形阀片的最大径向应力系数Gσrmax：根据油气弹簧不等厚环形阀片的弹性模量E，有效内圆半径ra，外圆半径rb，以及步骤(1)求得的不等厚环形阀片最大径向应力系数构成的常数项X1和X2，确定不等厚环形阀片的最大径向应力系数Gσrmax，即：Gσrmax=5ra24-rb22-3EX14+3EX28ra2-2rb2lnra;]]>(3)计算不等厚环形阀片的最大径向应力σrmax：根据不等厚环形阀片的等厚度部分的厚度h0，所受均布压力p，步骤(2)求得的Gσrmax，计算不等厚环形阀片的最大径向应力σrmax，即：σrmax=Gσrmaxph02.]]>...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周长城，赵雷雷，潘礼军，邵明磊，王凤娟，于曰伟，
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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