[发明专利]高强度两级渐变刚度板簧的接触载荷的仿真计算方法

摘要

本发明涉及高强度两级渐变刚度板簧的接触载荷的仿真计算方法，属于车辆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，主簧初始切线弧高设计值，第一级副簧和第二级副簧的初始弧高设计值，利用接触载荷与主副簧挠度、曲率半径和初始切线弧高之间关系，对等渐变偏频高强度两级渐变刚度板簧的接触载荷进行仿真计算。通过验证值与设计要求值和样机试验测试值比较可知，本发明所提供的高强度两级渐变刚度板簧的接触载荷的仿真计算方法是正确的。利用该方法可得到准确可靠的接触载荷的仿真计算值，从而提高产品的设计水平、质量和性能；同时，降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.高强度两级渐变刚度板簧的接触载荷的仿真计算方法，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；板簧由主簧和两级副簧构成，通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙，确保板簧满足接触载荷、渐变刚度和悬架偏频保持不变的要求，即等渐变偏频高强度两级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，弹性模量，主簧初始切线弧高设计值，第一级副簧和第二级副簧的初始弧高设计值，对等渐变偏频高强度两级渐变刚度板簧的接触载荷进行仿真计算，具体仿真计算步骤如下：(1)高强度两级渐变刚度板簧的第一级渐变间隙上、下表面初始曲率半径的仿真计算：I步骤：主簧末片下表面初始曲率半径R_M0b的计算根据主簧初始切线弧高H_gM0，主簧的片数n，主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,…,n，主簧首片的一半夹紧长度L₁，对主簧末片下表面初始曲率半径R_M0b进行仿真计算，即II步骤：第一级副簧首片上表面初始曲率半径R_A10a的仿真计算根据第一级副簧首片的一半夹紧长度L_A11，第一级副簧的初始切线弧高H_gA10，确定第一级副簧首片上表面初始曲率半径R_A10a，即(2)高强度两级渐变刚度板簧的第二级渐变间隙上、下表面初始曲率半径的仿真计算：A步骤：第一级副簧末片下表面初始曲率半径R_A10b的仿真计算根据第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,…m₁，及步骤(1)的II步骤中仿真计算所得到的R_A10a，对第一级副簧末片下表面初始曲率半径R_A10b进行仿真计算，即B步骤：第二级副簧首片上表面初始曲率半径R_A20a的仿真计算根据第二级副簧首片的一半夹紧长度L_A21，第二级副簧的初始切线弧高H_gA20，对第二级副簧首片上表曲率半径R_A20a进行仿真计算，即(3)高强度两级渐变刚度板簧的第1次开始接触载荷P_k1的仿真计算：根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧首片的一半夹紧长度L₁，主簧的片数n，主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,…,n，步骤(1)的I步骤中仿真计算得到的R_M0b，II步骤中仿真计算得到的R_A10a，对第1次开始接触载荷P_k1进行仿真计算，即式中，h_Me为主簧根部重叠部分的等效厚度，(4)高强度两级渐变刚度板簧的第2次开始P_k2的仿真计算：根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧首片的一半夹紧长度L₁；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,…,m₁，步骤(2)中仿真计算所得到的R_A10b和R_A20a，步骤(3)中所得到的P_k1和h_Me，对第2次开始P_k2进行仿真计算，即式中，h_MA1e为主簧和第一级副簧的根部重叠部分的等效厚度，(5)高强度两级渐变刚度板簧的第2次完全接触载荷P_w2的仿真计算：根据主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度K_MA1，主副簧的总复合夹紧刚度K_MA2，步骤(4)中仿真计算得到的P_k2，对高强度两级渐变刚度板簧的第2次完全接触载荷P_w2进行仿真计算，即