非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法制造技术

本发明专利技术涉及非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法，属于车辆悬架钢板弹簧技术领域。本发明专利技术可根据各片主簧和各级副簧的结构参数，弹性模量，骑马螺栓夹紧距，初始切线弧高，额定载荷，在各级板簧最大厚度板簧确定和接触载荷仿真计算的基础上，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的各级板簧根部最大应力进行仿真计算。通过样机加载应力试验可知，本发明专利技术所提供的非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法是正确的，可得到准确可靠的根部最大应力仿真计算值，为各级板簧根部最大应力仿真计算提供了可靠的技术方法。利用该方法可提高产品的设计水平、质量和可靠性及车辆行驶安全性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆悬架板簧，特别是非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法。
技术介绍
为了满足在不同载荷下的车辆行驶平顺性，可将原一级渐变刚度板簧的主簧和副簧分别拆分为两级，即采用三级渐变刚度板簧；同时，为了满足主簧的应力强度，通常通过主簧和三级副簧初始切线弧高及三级渐变间隙，使三级副簧适当提前承担载荷，从而降低主簧的应力，即采用非等偏频型三级渐变刚度板簧悬架，其中，各级板簧根部最大应力，不仅与主簧各片和各级副簧的结构参数和载荷有关，还与接触载荷有关，并且影响板簧应力强度、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性。对于给定设计结构的非等偏频型三级渐变刚度板簧，是否满足应力强度要求，必须对其仿真验算。然而，由于非等偏频型三级渐变刚度板簧的各级板簧根部最大应力计算非常复杂，并且受各级板簧根部重叠部分等效厚度计算和接触载荷仿真计算问题的制约，先前国内外一直未给出非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法，因此，不能满足非等偏频型三级渐变刚度板簧设计及CAD软件开发要求。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对渐变刚度板簧悬架提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的本文档来自技高网...

【技术保护点】
非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法，其中，各片板簧是以中心栓孔中心的对称结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；板簧是由主簧和三级副簧构成，通过主簧和三级副簧的初始切线弧高及三级渐变间隙，确保满足板簧接触载荷、渐变复合夹紧刚度和应力强度的设计要求，即非等偏频型三级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，弹性模量，骑马螺栓夹紧距，初始切线弧高，额定载荷，在各级板簧根部重叠部分等效厚度计算、最大厚度板簧的厚度确定和接触载荷仿真计算的基础上，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的各级板簧的根部最大应力进行仿真计算，具体仿真计算步骤如下：(1)主簧及其与各级副簧的根部重叠部分等效厚度和各级...

【技术特征摘要】
1.非等偏频型三级渐变刚度板簧根部最大应力的仿真计算法，其中，各片板簧是以中心栓孔中心的对称结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；板簧是由主簧和三级副簧构成，通过主簧和三级副簧的初始切线弧高及三级渐变间隙，确保满足板簧接触载荷、渐变复合夹紧刚度和应力强度的设计要求，即非等偏频型三级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，弹性模量，骑马螺栓夹紧距，初始切线弧高，额定载荷，在各级板簧根部重叠部分等效厚度计算、最大厚度板簧的厚度确定和接触载荷仿真计算的基础上，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的各级板簧的根部最大应力进行仿真计算，具体仿真计算步骤如下：(1)主簧及其与各级副簧的根部重叠部分等效厚度和各级板簧的最大厚度板簧的厚度确定：A步骤：主簧及其与各级副簧的根部重叠部分等效厚度的确定根据主簧片数n，主簧各片的厚度hi，i＝1,2,...,n；第一级副簧片数n1，第一级副簧各片的厚度hA1j，j＝1,2,...,n1；第二级副簧片数n2,第二级副簧各片的厚度hA2k，k＝1,2,...,n2；第三级副簧片数n3，第三级副簧各片的厚度hA3l，l＝1,2,...,n3；对主簧的根部重叠部分的等效厚度hMe、主簧与各级副簧的根部重叠部分的等效厚度hMA1e、hMA2e和hMA3e进行确定，即：hMe=Σi=1nhi33;hMA1e=hMe3+Σj=1n1hA1j33;hMA2e=hMA1e3+Σk=1n2hA2k33;hMA3e=hMA2e3+Σl=1n3hA3l33;]]>B步骤：各级板簧的最大厚度板簧的厚度的确定1)步骤：主簧的最大厚度板簧的厚度hmax的确定根据主簧片数n，主簧各片的厚度hi，i＝1,2,...,n，确定主簧的最大厚度板簧的厚度hmax，即hmax＝max(hi)；2)步骤：第一级副簧的最大厚度板簧的厚度hA1max的确定根据第一级副簧片数n1，第一级副簧各片的厚度hA1j,j＝1,2,...,n1，确定第一级副簧的最大厚度板簧的厚度hA1max，即hA1max＝max(hA1j)，j＝1,2,...,n1；3)步骤：第二级副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max的确定根据第二级副簧片数n2，第二级副簧各片的厚度hA2k,k＝1,2,...,n2，确定第二级副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max，即hA2max＝max(hA2k)，k＝1,2,...,n2；4)步骤：第三级副簧的最大厚度板簧的厚度hA3max的确定根据第三级副簧片数n3，第三级副簧各片的厚度hA3l,l＝1,2,...,n3，确定第三级副簧的最大厚度板簧的厚度hA3max，即hA3max＝max(hA3l)，l＝1,2,...,n3；(2)非等偏频型三级渐变刚度板簧的各次接触载荷Pk1、Pk2和Pk3的仿真计算：I步骤：第一级主簧末片下表面初始曲率半径RM0b计算根据主簧片数n，主簧各片的厚度hi，i＝1,2,…,n；主簧首片的一半夹紧长度L1，主簧的初始切线弧高HgM0，对主簧末片下表面初始曲率半径RM0b进行计算，即RM0b=L12+HgM022HgM0+Σi=1n1hi;]]>II步骤：第一级副簧首片上表面初始曲率半径RA10a计算根据第一级副簧首片的一半夹紧长度LA11，第一级副簧的初始切线弧高HgA10，对第一级副簧末片上表面初始曲率半径RA10a进行计算，即RA10a=LA112+HgA1022HgA10;]]>III步骤：第一级副簧末片下表面初始曲率半径RA10b计算根据第一级副簧片数n1，第一级副簧各片的厚度hA1j，j＝1,2,…,n1；II步骤中计算得到的RA10a，对第一级副簧末片下表面初始曲率半径RA10b进行计算，即RA10b=RA10a+Σj=1n1hA1j;]]>IV步骤：第二级副簧首片上表面初始曲率半径RA20a的计算根据第二级副簧首片的一半夹紧长度LA21，第二级副簧的初始切线弧高设计值HgA20，对第二级副簧首片的上表面初始曲率半径RA20a进行计算，即RA20a=LA212+HgA2022HgA20;]]>V步骤：第二级副簧首片下表面初始曲率半径RA20b的计算很据第二级副簧片数n2，第二级副簧各片的厚度hA2k，k＝1,2,…,n2，及IV步骤所确定的RA20a，对第二级副簧首片下表面初始曲率半径RA20b进行计算，即RA20b=RA20a+Σk=1n2hA2k;]]>VI步骤：第三级副簧首片上表面初始曲率半径RA30a的计算根据第三级副簧首片的一半夹紧长度LA31，第三级副簧的初始切线弧高HgA30，对第三级...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长城，杨腾飞，汪晓，赵雷雷，朱召辉，王凤娟，邵明磊，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37