[发明专利]非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的刚度特性的仿真计算法

摘要

本发明涉及非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的刚度特性的仿真计算法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、主簧和副簧的初始切线弧高设计值，在接触载荷仿真计算的基础上，对非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的刚度特性进行仿真计算。通过实例仿真计算和样机刚度特性试验可知，表明本发明所提供的非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的挠度特性的仿真计算法是正确的，确保刚度特性满足设计要求，为非等偏频一级渐变刚度板簧悬架设计和特性仿真验证及CAD软件开发奠定了的技术基础。利用该方法可提产品的设计水平、质量和性能，提高车辆行驶平顺性和安全性；同时，还可以降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的刚度特性的仿真计算法，其中，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；通过主簧和副簧的初始切线弧高及渐变间隙，确保满足悬架偏频特性和主簧应力强度设计要求，即非等偏频一级渐变刚度板簧悬架；根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、主簧和副簧的初始切线弧高，在接触载荷仿真计算的基础上，对非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的刚度特性进行仿真计算，其特征在于采用以下具体仿真计算步骤：(1)非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的主簧夹紧刚度及主副簧复合夹紧刚度的仿真计算：I步骤：各不同片数重叠段的等效厚度计算根据主簧片数n,各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,…,n；副簧片数m,各片副簧的厚度h_Aj，j＝1,2,…,m；主副簧的总片数N＝n+m，对非等偏频一级渐变刚度板簧各不同片数k重叠段的等效厚度h_ke，k＝1,2,…,N，分别进行计算，即其中，主簧根部重叠部分的等效厚度主副簧根部重叠部分的等效厚度II步骤：主簧夹紧刚度K_M的仿真计算根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n,各片主簧的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n，及I步骤中仿真计算得到的h_ke，k＝i＝1,2,…,n，对主簧夹紧刚度K_M进行计算，即III步骤：主副簧复合夹紧刚度K_MA的仿真计算根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n，各片主簧的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n；副簧片数m，各片副簧的一半夹紧长度分别为L_Aj＝L_n+j，j＝1,2,…,m；主副簧的总片数N＝n+m，及I步骤中仿真计算得到的h_ke，k＝1,2,…,N，对主副簧的复合夹紧刚度K_MA进行仿真计算，即(2)非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的开始接触载荷P_k的仿真计算:A步骤：末片主簧下表面初始曲率半径R_M0b的确定根据主簧片数n，各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,…,n；首片主簧的一半夹紧长度L₁，主簧初始切线弧高H_gM0，确定末片主簧下表面初始曲率半径R_M0b，即B步骤：首片副簧上表面的初始曲率半径R_A0a的确定根据首片副簧的一半夹紧长度L_A1，副簧初始切线弧高H_gA0，确定首片副簧上表面的初始曲率半径R_A0a，即C步骤：开始接触载荷P_k的仿真计算根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片主簧的一半夹紧长度L₁，步骤(1)的I步骤中计算得到的h_Me；步骤(2)的A步骤中所确定的R_M0b，B步骤中所确定的R_A0a，对开始接触载荷P_k进行仿真计算，即(3)非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的完全接触载荷P_w的仿真计算：a步骤：主副簧完全接触时的主簧切线弧高表达式H_gMw的建立：根据主簧初始切线弧高H_gM0，步骤(1)中仿真计算得到的K_M和K_MA，步骤(2)中仿真计算得到的P_k，以完全接触载荷P_w为参变量，建立完全接触时的主簧切线弧高表达式H_gMw，即式中，A、B和C为所定义的渐变挠度计算的中间参数，B＝‑CP_k，b步骤：主副簧完全接触时的末片主簧下表面曲率半径R_Mwb表达式的建立：根据主簧片数n，各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,…,n；首片主簧的一半夹紧长度L₁，a步骤中所建立的H_gMw，以完全接触载荷P_w为参变量，建立完全接触时的末片主簧下表面曲率半径表达式R_Mwb，即c步骤：完全接触载荷P_w的仿真计算根据非等偏频一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片主簧的一半夹紧长度L₁，步骤(1)的I步骤中计算得到的h_Me；步骤(2)中所确定的R_M0b和P_k，及b步骤中所建立的R_Mwb，以完全接触载荷P_w为参变量，建立完全接触载荷P_w的仿真计算数学模型，即求解上述数学模型，便可得到非等偏频一级渐变板簧的完全接触载荷P_w；(4)非等偏频一级渐变刚度板簧悬架不同载荷下的夹紧刚度特性的仿真计算：根据步骤(1)中仿真计算得到的K_M和K_MA，步骤(2)中仿真计算得到的P_k，步骤(3)中仿真计算得到的P_w，对非等偏频一级渐变刚度板簧悬架在不同载荷P下的夹紧刚度特性进行计算，即