[发明专利]一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法

说明书

本发明公开了一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法。本发明通过摩擦功分析方法，建立钢板弹簧的力学计算模型，得到一种在加载振幅和频率较小的工况下板簧片间摩擦力做功的计算公式；根据能量转换关系，推导出板簧在静载压缩下摩擦功的计算公式。根据摩擦功相等原理，得到板簧的静摩擦系数。通过对少片钢板弹簧变形运动学进行分析，推导出少片板簧相对变形速度。通过建立少片钢板弹簧摩擦系数计算模型，得到了一种汽车少片钢板弹簧片间摩擦系数的计算方法。本发明方法可计算少片钢板弹簧片间摩擦系数，解决了工程实际中依据经验估计摩擦系数的问题，提高了企业效率，为实现汽车少片钢板弹簧动态特性研究及正向设计提供关键技术与方法支持。

技术领域

本发明涉及载货汽车钢板弹簧技术领域，具体是一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法。

背景技术

钢板弹簧是载货汽车重要的高负荷安全部件，其片间动摩擦特性是钢板弹簧阻尼特性研究的重点和热点之一。目前少片钢板弹簧设计计算方法中对板簧摩擦系数的研究尚未成熟。因而有必要通过对钢板弹簧片间摩擦机理的研究，确定摩擦对板簧动态特性是如何影响的具有较大的工程意义。

近年来，国内外学者对少片簧片间摩擦进行了大量的研究并取得了积极进展。Young-Jin Yum对板簧簧片之间的摩擦特性进行了试验测试和数值分析，得出由于摩擦而产生载荷-位移迟滞曲线。杨路通过分析在不同的摩擦系数下钢板弹簧的不同力学性能，得到了板簧的刚度值随簧片间摩擦系数的改变规律，但这种规律是通过有限元分析仿真得到的，并没有从理论层面上对其进行分析。目前人们对少片钢板弹簧摩擦系数的研究存在两个现状：一方面设计人员对摩擦系数的确定往往需要凭借工程经验，根据板簧的材料属性来确定摩擦系数。另一方面，一部分企业对板簧样品摩擦系数的确定往往需要通过第三方检测机构完成，这种方式在延长了板簧定型、生产周期的同时也大大增加了企业的生产成本。本发明提出了一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法，为实现钢板弹簧动态特性研究及正向设计提供关键技术与方法支持。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法，为实现汽车少片钢板弹簧动态特性研究及正向设计提供依据。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法，具体包括如下步骤：

1)提出少片钢板弹簧片间摩擦系数计算模型；

2)对少片钢板弹簧片间静摩擦系数计算模型建模；

3)基于摩擦功对少片钢板弹簧片间静摩擦系数计算求解；

4)对少片钢板弹簧的变形运动学进行分析；

5)得到一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法；

经过上述步骤，完成对载货汽车少片钢板弹簧的片间摩擦系数计算模型建模，得到一种基于摩擦功少片钢板弹簧片间摩擦系数计算方法。

所述步骤1)中，是忽略钢板弹簧由夹具或其他约束体等所产生的摩擦损耗，对一般干摩擦而言，其摩擦系数μ随滑动速度的增大而减小，则少片钢板弹簧片间摩擦系数计算模型为：

上述公式(1)中，μ₀为静摩擦系数；为板簧相对变形速度；β为摩擦系数随滑动速度变化曲线的斜率角度。