[发明专利]三级渐变刚度板簧非等厚主簧预夹紧应力的仿真计算法

摘要

本发明涉及三级渐变刚度板簧非等厚主簧预夹紧应力的仿真计算法，属于悬架渐变刚度板簧技术领域。本发明可根据主簧片数，弹性模量，各片主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，对三级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片非等厚主簧的预夹紧应力进行仿真计算。通过样机试验可知，本发明所提供的三级渐变刚度板簧非等厚主簧预夹紧应力的仿真计算法是正确的，可得到准确可靠的各片非等厚主簧预夹紧应力的仿真计算值。利用该方法可确保三级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片非等厚主簧的预夹紧应力满足设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.三级渐变刚度板簧非等厚主簧预夹紧应力的仿真计算法，其中，三级渐变刚度板簧由主簧、第一级、第二级和第三级副簧构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，板簧装配夹紧后在主簧与各级副簧之间形成三级渐变间隙，满足板簧三级渐变刚度的要求；各片主簧的厚度不相等，首片主簧的厚度大于其他各片主簧的厚度，即非等厚叠加主簧；对于给定设计结构参数及自由切线弧高的各片主簧，装配夹紧后的各片主簧的预夹紧应力必须满足设计要求；根据主簧片数，各片主簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，弹性模量，对三级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片非等厚主簧的预夹紧应力进行仿真计算，其特征在于采用以下具体仿真计算步骤：(1)三级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧自由曲率半径Ri0的计算：根据主簧片数n，根部平直段的一半长度L0，各片主簧的一半作用长度TiT，自由切线弧高的设计值Hgi0，对三级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧的自由曲率半径Ri0进行计算，i＝1,2,…,n，即(2)三级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧初始曲率半径RC1的计算：根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi，步骤(1)中计算得到的Ri0，i＝1,2,…,n，以装配夹紧后的首片主簧的初始曲率半径RC1为待求参变量，建立三级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧的初始曲率半径RC1的数学模型，即利用Matlab计算程序，求解上述关于RC1的方程，便可得到三级渐变刚度板簧装配夹紧后的首片主簧的初始曲率半径的计算值RC1；(3)三级渐变刚度板簧装配夹紧后的其他各片主簧初始曲率半径RCi的计算：根据主簧片数n，前n‑1片主簧的厚度hi，步骤(2)中计算得到的RC1，对三级渐变刚度板簧装配夹紧后除首片主簧之外的其他各片主簧的初始曲率半径RCi进行计算，i＝2,3,…,n，即RCi＝RC1+(h1+…+hi‑1)，i＝2,3,…,n；(4)三级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片非等厚主簧预夹紧应力σi的仿真计算：根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi；弹性模量E，步骤(1)中计算得到的Ri0，步骤(2)和步骤(3)中计算得到的RCi，对三级渐变刚度板簧装配夹紧后的各片非等厚主簧的预夹紧应力σi进行仿真计算，i＝1,2,…,n，即