一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法，包括：根据实际车辆板簧，建立刚体模型；对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束；在所述模型板簧两端分别施加单元力，并建立单元刚度矩阵；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点处，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳与车身之间的柔性连接；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点硬点之间，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳销轴与车身之间的柔性连接；根据所述模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，尽可能还原实际车辆板簧的物理特性，以达到对其物理特性参数进行采集研究，从而对实际车辆生产提供参考。

A rigid flexible coupling simulation method for vehicle leaf spring

The invention discloses a method, a rigid flexible coupling simulation of vehicle leaf spring includes: according to the actual vehicle leaf spring, establish the rigid body model; model of leaf spring on the rigid model of vertical restraints; applying unit force at both ends of the leaf spring model, and establish the element stiffness matrix; in the model corresponding to the actual vehicle leaf spring leaf spring. The lug hinge points are applied to simulate the vehicle suspension bushing, flexible connection between ear and body; between the leaf spring model corresponding to the actual vehicle leaf spring lug hinge point hard point, Bush respectively applied force, simulation of the actual vehicle flexible connecting lug pin between the shaft and the body according to the coordinate; the hard point on the spring model, establish the rigid body and flexible connection model, physical characteristics as much as possible to restore the actual vehicle leaf spring, with respect to its physical parameters In order to provide reference for the actual vehicle production, the collection and research are carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法
本专利技术涉及车辆仿真模拟领域，尤其涉及一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法。
技术介绍
汽车悬架弹簧是汽车悬架中的弹性元件，使车桥和车身或车身之间作弹性联系，承受和传递垂直载荷，缓和及抑制不平路面所引起的冲击，以保证汽车的正常行驶。钢板弹簧(简称板簧)是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件。它是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，用弹簧销固定在车身上的支架或吊耳座上形成铰链连接。钢板弹簧的中部一般用U型螺栓固定在车桥上。钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间由于相对滑动而产生摩擦。因此，为保证车辆的安全性能，对板簧的各项性能指标在生产时即需要符合严格要求，这就需要在设计时对实际车辆板簧的工作情况进行仿真模拟，以达到对其物理特性参数进行采集研究，从而对实际车辆生产提供参考，而目前缺乏一种合适的模拟方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法，以解决现有技术中的问题，对实际车辆板簧进行模拟。本专利技术提供了一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法，所述车辆板簧刚柔耦合模拟方法包括：根据实际车辆板簧，建立刚体模型；对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束；在所述模型板簧两端分别施加单元力，并建立单元刚度矩阵；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点处，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳与车身之间的柔性连接；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点硬点之间，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳销轴与车身之间的柔性连接；根据所述模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，并通过所述模型模拟实际车辆板簧的物理特性。作为优选，所述模型板簧包括主板簧本体、副板簧本体，所述主板簧本体、所述副板簧本体上均设置有板簧固定夹；所述在所述模型板簧两端分别施加单元力，具体为：分别在主板簧本体两端、副板簧本体两端均施加单元力。作为优选，所述主板簧本体与车身之间、所述副板簧本体与车身之间均通过连接块连接。作为优选，所述对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束，具体为：在所述刚体模型的模型板簧的中间位置固定约束副，使所述模型板簧之间纵向固定连接，并在相邻的模型板簧之间建立接触摩擦，并模拟实际车辆板簧的摩擦系数及摩擦区域。作为优选，所述纵向约束副施加在所述模型板簧的中间位置的200×200mm的区域内。作为优选，所述摩擦系数为0.1-0.3范围内。作为优选，所述在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点处，分别施加衬套力，具体为：在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的前吊耳铰链点处，施加一个衬套力，在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的后吊耳铰链点处，施加两个衬套力。作为优选，所述模型板簧上对应后吊耳铰链点处的两个衬套力，分别施加在所述模型板簧上对应后吊耳边缘处、后吊耳与车身的连接处。作为优选，所述在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点硬点之间，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳销轴与车身之间的柔性连接，具体为：在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的前吊耳铰链点的硬点之间，施加一个衬套力，模拟实际车辆前吊耳销轴与车身之间的柔性连接，在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的后吊耳铰链点的硬点之间，施加一个衬套力，模拟实际车辆后吊耳销轴与车身之间的柔性连接。作为优选，所述单元力可根据所述模型板簧的刚度进行调整。本专利技术提供的车辆板簧刚柔耦合模拟方法，通过建立刚体模型、对刚体模型的模型板簧进行纵向约束，并对模型板簧分别施加单元力、衬套力等，以模拟与车身之间的连接，并根据模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，从而尽可能还原实际车辆板簧的物理特性，以达到对其物理特性参数进行采集研究，从而对实际车辆生产提供参考。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的现有的商用车后悬架总成的结构示意图；图2为又一实施例提供的车辆板簧刚柔耦合模拟方法的流程示意图；图3为又一实施例提供的模型板簧的结构示意图；图4为又一实施例提供的衬套力模拟建模的曲线的示意图。附图标记说明：1-前吊耳，2-板簧固定夹，3-中心固定螺栓，4-U型螺栓，5-限位块，6-后吊耳，7-后吊耳连接环，8-后减震器，9-对称侧板簧，10-主板簧本体，11-副板簧本体。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本专利技术实施例中，现有的商用车后悬架总成如图1所示，由前吊耳1、板簧固定夹2、中心固定螺栓3、U型螺栓4、限位块5、后吊耳6、后吊耳连接环7、后减震器8、对称侧板簧9组成。通过轴套连接板簧前吊耳1与车身，通过板簧固定夹2固定副板簧，防止板簧横向窜动。中心固定螺栓3在板簧的中心位置，连接主板簧、副板簧，起到防止主板簧、副板簧相对运动。通过U型螺栓4把主板簧、副板簧与车桥固定连接，起到固定悬架与车身的作用。限位块5起到限制板簧在极限工况下垂向运动，防止板簧因为负载过大而引起大变形运动导致的结构损伤。通过后吊耳连接环7把板簧后吊耳6与车身连接。后减震器8对弹簧质量系统提供阻尼起到振动缓冲的作用。如图2所示，本专利技术又一实施例中，提供了一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法，所述车辆板簧刚柔耦合模拟方法包括：根据实际车辆板簧，建立刚体模型；对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束；在所述模型板簧两端分别施加单元力，并建立单元刚度矩阵；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点处，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳与车身之间的柔性连接；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点硬点之间，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳销轴与车身之间的柔性连接；根据所述模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，并通过所述模型模拟实际车辆板簧的物理特性。其中，对刚体模型的模型板簧进行纵向约束的方法有多种，可通过螺栓依次穿过各片模型板簧，使其在垂直于模型板簧的上表面的方向上对各片模型板簧进行固定，即在该方向是相互固定的，而在横向，即与该螺栓垂直的方向上是可相互摩擦运动的。本专利技术提供的车辆板簧刚柔耦合模拟方法，通过建立刚体模型、对刚体模型的模型板簧进行纵向约束，并对模型板簧分别施加单元力、衬套力等，以模拟与车身之间的连接，并根据模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，本专利技术不仅对模型板簧进行纵向约束，还对对应吊耳的相应位置也进行施力约束，从而尽可能还原实际车辆板簧的物理特性，以达到对其物理特性参数进行采集研究，从而对实际车辆生产提供参考如图3所示，本专利技术实施例中，作为优选，所述刚体模型包括模型板簧，所述模型板簧包括主板簧本体10、副板簧本体11，所述主板簧本体10、所述副板簧本体11上均设置有板簧固定夹2。即相对实际车辆板簧，本专利技术实施例中的模型板簧需要删除结构有板簧前吊耳轴套、后减震器、U型螺栓、板簧后吊耳连接环，模型板簧简化后只保留主板簧本体10、副板簧本体11以及板簧固定夹2，去掉吊耳轴套，连接环等结构。在所述模型板簧两端分别施加单元力，具体为：分别在主板簧本体10两端、副板簧本体11两端均施加单元力、以及衬套力。作为优选，所述主板簧本体10与车身之间、所述副板簧本体11与车身之间均通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法，其特征在于，所述车辆板簧刚柔耦合模拟方法包括：根据实际车辆板簧，建立刚体模型；对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束；在所述模型板簧两端分别施加单元力，并建立单元刚度矩阵；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点处，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳与车身之间的柔性连接；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点硬点之间，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳销轴与车身之间的柔性连接；根据所述模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，并通过所述模型模拟实际车辆板簧的物理特性。

【技术特征摘要】
1.一种车辆板簧刚柔耦合模拟方法，其特征在于，所述车辆板簧刚柔耦合模拟方法包括：根据实际车辆板簧，建立刚体模型；对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束；在所述模型板簧两端分别施加单元力，并建立单元刚度矩阵；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点处，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳与车身之间的柔性连接；在所述模型板簧上对应实际车辆板簧的吊耳铰链点硬点之间，分别施加衬套力，模拟实际车辆吊耳销轴与车身之间的柔性连接；根据所述模型板簧上的硬点坐标，建立刚体和柔性连接的模型，并通过所述模型模拟实际车辆板簧的物理特性。2.根据权利要求1所述的车辆板簧刚柔耦合模拟方法，其特征在于，所述模型板簧包括主板簧本体、副板簧本体，所述主板簧本体、所述副板簧本体上均设置有板簧固定夹；所述在所述模型板簧两端分别施加单元力，具体为：分别在主板簧本体两端、副板簧本体两端均施加单元力。3.根据权利要求2所述的车辆板簧刚柔耦合模拟方法，其特征在于，所述主板簧本体与车身之间、所述副板簧本体与车身之间均通过连接块连接。4.根据权利要求1所述的车辆板簧刚柔耦合模拟方法，其特征在于，所述对所述刚体模型的模型板簧进行纵向约束，具体为：在所述刚体模型的模型板簧的中间位置固定约束副，使所述模型板簧之间纵向固定连接，并在相邻的模型板簧之间建立接触摩擦，并模拟实际车辆板簧的摩擦系数及摩擦区域。5.根据权利要求4所述的车...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐强，高婧婧，殷金祥，陶维龙，周彬彬，卢元燕，陆曙光，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34