[发明专利]液压减振器复合阀节流阀片在螺旋弹簧下的变形计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及减振器，特别是液压筒式减振器节流阀片在螺旋弹簧预紧力下的变形计算方法。

背景技术

汽车减振器应用最多的是筒式液压减振器，其阻尼特性主要是由减振器阀系参数所决定的，其中节流阀片厚度及其在弹簧作用力下的变形，对减振器特性起着关键作用。目前，国内、外对减振器阀系参数设计还没有准确、可靠的设计方法，大都是利用经验首先确定一个阀片厚度，然后经过反复试验和修改，最后才确定出设计参数，其主要原因是目前国内、外缺乏可靠的减振器设计理论，阀片在弹簧作用力下的变形计算依然是制约减振器解析设计的关键性问题。尽管我国已有学者对此进行了大量研究，但仅建立了阀片在均布压力下的变形解析计算方法，对于阀片在弹簧作用力下的变形，依然没有建立可靠的计算方法，大都是利用有限元软件通过建模进行数值仿真。有限元数值仿真方法因未提供解析计算式，难以满足实际减振器设计和特性仿真建模的要求。然而，减振器节流阀片实际所受压力大多为非均布压力，例如，某些减振器为了满足减振器特性设计要求，采用预紧力弹簧和节流阀片组成的复合节流阀。因此，目前阀片均布载荷下的变形解析计算方法，不能满足减振器阀系参数可靠设计和特性仿真精确建模的要求，还必须解决节流阀片在弹簧作用力下的变形解析计算问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供筒式液压减振器节流阀片在弹簧作用力下的变形计算方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的筒式液压减振器节流阀片在弹簧作用力下的变形计算方法，其流程框图如图1所示，其技术方案如下：

(1) 根据减振器节流阀片在弹簧作用力下的物理模型,如图2所示，建立节流阀片等效简化力学模型，如图3所示；

(2) 根据节流阀片等效简化力学模型，利用弹性力学理论，建立节流阀片弹性变形曲面的微分方程；

(3) 根据节流阀片弹性变形曲面的微分方程，求出微分方程的通解；

(4) 根据节流阀片的边界约束条件和加载位置处的连续性条件确定通解中的常数；

(5) 将12个常数代入阀片变形曲面微分方程的通解，可得到阀片在任意半径位置的变形解析式，对其提取公因子                                                ，将剩余项归结为一个常数G_r，即在螺旋弹簧预紧力作用下节流阀片在任意半径r处的变形系数；

(6) 在螺旋弹簧预紧力作用下，减振器节流阀片半径r处的变形量为。

本发明比现有技术所具有的优点为：

（1）本发明提供了在弹簧作用力下减振器节流阀片变形的计算方法，可对节流阀片在任意半径位置的变形进行计算，解决了制约减振器解析设计和仿真的关键性问题；

（2）采用该方法，可建立精确的减振器节流阀参数设计模型，得到可靠的参数设计值，避免设计时的反复试验和修改，降低了减振器设计成本，提高了减振器开发周期。

附图说明

为了更好地理解本发明下面结合附图作进一步说明。

图1减振器节流阀片在弹簧作用力下的变形计算流程框图。

图2是减振器节流阀片在弹簧预紧力下的物理模型。

图3是减振器节流阀片在弹簧预紧力下的等效简化力学模型。

图4是实施例计算得到的减振器节流阀片变形系数G_r随半径r的变化曲线。

图5是实施例计算得到的减振器节流阀片在弹簧预紧力下的变形曲线。

图6是实施例ANSYS仿真得到的减振器节流阀片在弹簧预紧力下的变形云图。

具体实施方式

下面通过一实施例对本发明作进一步详细说明。

例如，某环形节流阀片的内半径r_a＝5.0mm，外半径r_b＝8.5mm，阀片厚度h＝0.3mm，螺旋弹簧预紧力F₀＝5N，加载半径r_k＝7mm，取预紧力F₀所作用的微圆环宽度mm，即r_t＝7.1mm。

本发明实施例所提供的筒式液压减振器节流阀片在弹簧作用力下的变形计算方法，具体步骤如下。