[发明专利]高强度一级渐变刚度板簧夹紧刚度特性的仿真计算方法

摘要

本发明涉及高强度一级渐变刚度板簧加紧刚度特性的仿真计算方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据主簧和副簧的结构设计参数，及主簧和副簧初始切线弧高设计值，在接触载荷仿真计算的基础上，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的加紧刚度特性进行仿真计算。通过样机试验结果对比可知，本发明所提供的高强度一级渐变刚度板簧加紧刚度特性的仿真计算方法是正确的，可得到准确可靠在不同载荷下的加紧刚度仿真计算值，为高强度一级渐变刚度板簧特性仿真奠定了可靠的技术基础；利用该方法确保所设计板簧满足渐变加紧刚度特性要求，提高产品设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性；同时，还可降低设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

1.高强度一级渐变刚度板簧夹紧刚度特性的仿真计算方法，其中，板簧采用高强度钢板，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，确保满足板簧接触载荷、渐变刚度及在渐变载荷下的悬架偏频保持不变的设计要求，即等偏频型一级渐变刚度板簧；根据板簧的结构参数、主簧初始切线弧高和副簧初始切线弧高，在接触载荷仿真计算的基础上，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧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)高强度一级渐变刚度板簧的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hi，i＝1,2,...,n；副簧片数m,各片副簧的厚度hAj，j＝1,2,...,m；主副簧总片数N＝n+m，对高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数k重叠段的等效厚度hke进行计算，k＝1,2,...,N，即其中，主簧根部重叠部分的等效厚度(2)高强度一级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度和主副簧复合夹紧刚度的仿真计算：I步骤：主簧夹紧刚度KM的仿真计算根据高强度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Li，及步骤(1)中计算得到的hke，k＝i＝1,2,...,n，对主簧夹紧刚度KM进行仿真计算，即II步骤：主副簧复合夹紧刚度KMA的仿真计算根据高强度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Li，i＝1,2,...,n；副簧片数m，各片副簧的一半夹紧长度LAj＝Ln+j，j＝1,2,...,m，主副簧总片数N，及步骤(1)中计算得到的hke，k＝1,2,...,N；对主副簧复合夹紧刚度KMA进行仿真计算，即(3)高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷Pk的仿真计算：A步骤：末片主簧下表面初始曲率半径RM0b的仿真计算根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi，i＝1,2,...,n，首片主簧的一半夹紧长度L1，主簧初始切线弧高HgM0，对末片主簧下表面的初始曲率半径RM0b进行分钟计算，即B步骤：首片副簧上表面初始曲率半径RA0a的仿真计算根据首片副簧的一半夹紧长度LA1，副簧初始切线弧高HgA0，对首片副簧上表面的初始曲率半径RA0a，即C步骤：高强度一级渐变刚度板簧开始接触载荷Pk的仿真计算：根据高强度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跨长度L1，步骤(1)中计算得到的hMe；A步骤中计算得到的RM0b，B步骤中计算得到的RA0a，对高强度一级渐变刚度板簧的开始接触载荷Pk进行仿真计算，即(4)高强度一级渐变刚度板簧的完全接触载荷Pw的仿真计算：根据步骤(2)中仿真计算得到的KM和KMA，步骤(3)中仿真计算得到的Pk，对高强度一级渐变刚度板簧的完全接触载荷Pw进行仿真计算，即(5)高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性的仿真计算：根据额定载荷PN，步骤(2)中计算得到的KM和KMA；步骤(3)中仿真计算得到的Pk，步骤(4)中仿真计算得的Pw，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷P下的夹紧刚度KP特性进行仿真计算，即