非端部接觸式少片拋物線型主副簧復(fù)合剛度的驗算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及非端部接觸式少片拋物線型主副簧復(fù)合剛度的驗算方法，屬于懸架鋼板彈簧技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明可根據(jù)非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧的各片主簧和各片副簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量，對非端部接觸式少片拋物線型變截面主副簧的復(fù)合剛度進(jìn)行精確驗算。通過實例及ANSYS仿真驗證可知，該發(fā)明所提供的非端部接觸式少片變截面主副簧復(fù)合剛度的驗算方法是正確的，為復(fù)合剛度驗算提供了可靠的驗算方法，利用該方法可得到準(zhǔn)確可靠的非端部接觸式少片變截面主副簧的復(fù)合剛度驗算值，確保產(chǎn)品滿足懸架對復(fù)合剛度的設(shè)計要求值，從而提高產(chǎn)品設(shè)計水平和性能及車輛行駛平順性；同時，還可降低設(shè)計及試驗測試費用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
【專利說明】
非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛度的驗算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及車輛懸架鋼板彈黃，特別是非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛 度的驗算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足在不同載荷下的車輛懸架變剛度設(shè)計要求，采用少片變截面主、副黃，其 中，副黃觸點與主黃之間設(shè)計有一定的主副黃間隙，確保當(dāng)大于副黃起作用載荷之后，主、 副黃共同工作，W滿足復(fù)合剛度的設(shè)計要求。少片變截面主副黃的第1片主黃的受力復(fù)雜， 不僅承受垂向載荷，同時還承受扭轉(zhuǎn)載荷和縱向載荷，因此，實際所設(shè)計的第1片主黃的端 部平直段的厚度和長度，大于其他各片主黃的端部平直段的厚度和長度，即大都采用端部 非等構(gòu)的少片變截面鋼板彈黃，W滿足第1片主黃受力復(fù)雜的要求。另外，為了滿足不同復(fù) 合剛度的設(shè)計要求，通常采用不同長度的副黃，即副黃觸點與主黃相接觸的位置也不同，因 此，可分為端部平直段接觸式和非端部接觸式兩種。主副黃接觸一起工作時，第m片主黃除 了受端點力之外，還受到副黃觸點的支撐力的作用，致使少片變截面主副黃的變形及內(nèi)力 計算非常復(fù)雜。少片變截面主副黃的復(fù)合剛度，對車輛行駛平順性具有重要影響，因此，必 須對所設(shè)計的少片變截面主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行校核和驗算，W確保滿足車輛懸架復(fù)合剛 度的設(shè)計要求。然而，由于主黃的端部平直段非等構(gòu)、主副黃長度不相等、主副黃的變形及 內(nèi)力分析計算非常復(fù)雜，因此，對于非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的復(fù)合剛度， 先前一直未能給出精確可靠的驗算方法。盡管先前曾有人給出了少片變截面鋼板彈黃的設(shè) 計和計算方法，例如，彭莫，高軍曾在《汽車工程》，1992年(第14卷)第3期，提出了變截面鋼 板彈黃的設(shè)計和計算方法，主要是針對端部等構(gòu)的少片拋物型變截面鋼板彈黃進(jìn)行設(shè)計和 計算，其不足之處不能滿足非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的設(shè)計及其復(fù)合剛度 驗算的要求。目前工程設(shè)計人員，大都是忽略主副黃不等長的影響，直接將主黃剛度和副黃 剛度疊加進(jìn)行近似驗算，不能滿足非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的精確設(shè)計及 其復(fù)合剛度精確驗算的要求。
[0003] 因此，必須建立一種精確、可靠的非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的復(fù) 合剛度的驗算方法，滿足車輛行業(yè)快速發(fā)展及對少片拋物線型變截面主副鋼板彈黃精確設(shè) 計和復(fù)合剛度驗算的要求，提高少片拋物線型變截面主副黃的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能， 確保滿足主副黃復(fù)合剛度的設(shè)計要求，提高車輛行駛平順性；同時，降低設(shè)計及試驗費用， 加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡便、 可靠的非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛度的驗算方法，其驗算流程圖，如圖1所 示。少片拋物線型變截面主副黃的一半對稱結(jié)構(gòu)可看作為變截面懸臂梁，即將對稱中屯、線 看作為一半彈黃的根部固定端，將主黃端部受力點及副黃端部觸點分別看作為主黃端點和 副黃端點。非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的一半對稱結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示， 包括，主黃1，根部墊片2,副黃3,端部墊片4,主黃1各片的根部平直段之間、副黃3的根部平 直段之間及主黃1和副黃3之間均設(shè)有根部墊片2,主黃1的端部平直段之間設(shè)有端部墊片4， 端部墊片的材料為碳纖維復(fù)合材料，W降低彈黃工作所產(chǎn)生的摩擦噪聲。主副黃的一半對 稱結(jié)構(gòu)由根部平直段、拋物線段和端部平直段=段所構(gòu)成，主副黃的安裝間距的一半為13， 寬度為b，彈性模量為E;其中，主黃片數(shù)為m，各片主黃的一半長度為Lm,各片主黃的根部平 直段的厚度為h2M，各片主黃的端部平直段非等構(gòu)，即第1片主黃的端部平直段的厚度和長 度，大于其他各片主黃的端部平直段的厚度和長度，各片主黃的端部平直段的厚度和長度 分別為hii和hi,i = l，2,…，m;中間變截面段為拋物線段，各片主黃的拋物線段的厚度比為 0i = hii/h2M，拋物線段的根部到主黃端點的距離為l2M=LM-l3。副黃片數(shù)為n，各片副黃的一 半長度為La,副黃觸點與主黃端點的水平距離為Io = Lm-La;各片副黃的根部平直段厚度為 h2A，各片副黃的端部平直段的厚度和長度分別為hAu和Iau,各片副黃拋物線段的厚度比Paj =hu/h2A，j = l，2，..，n。畐騰觸點與主黃拋物線段之間的主副黃間隙為5,當(dāng)載荷大于副黃 起作用載荷后，副黃觸點與主黃拋物線段內(nèi)某點相接觸而共同起作用，W滿足車輛懸架復(fù) 合剛度的設(shè)計要求。在主副黃的各片結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量給定情況下，對非端部接觸式少 片變截面主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗算。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的非端部接觸式少片變截面主副黃復(fù)合剛度 的驗算方法，其特征在于采用W下驗算步驟：
[0006] (1)端點受力情況下的各片拋物線型變截面主黃的端點變形系數(shù)Gx-Di計算：
[0007] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，主黃拋物線段的 根部到主黃端點的距離12M，主黃片數(shù)m，其中，第i片主黃的拋物線段的厚度比扣，其中，i = 1，2,…，m，對端點受力情況下的各片拋物線型變截面主黃的端點變形系數(shù)Gx-Di進(jìn)行計算， 即
[000引
[0009] (2)端點受力情況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點處的變形系數(shù)Gx-BC計 算：
[0010] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，主黃拋物線段的 根部到主黃端點的距離12M，副黃觸點與主黃端點的水平距離1〇,主黃片數(shù)m，對端點受力情 況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點處的變形系數(shù)Gx-BC進(jìn)行計算，即
[0011]
[0012] (3)主副黃接觸點受力情況下的第m片主黃的端點變形系數(shù)Gx-Dpw計算：
[0013] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，主黃拋物線段的 根部到主黃端點的距離12M，副黃觸點與主黃端點的水平距離1〇,對主副黃接觸點受力情況 下的第m片主黃的端點變形系數(shù)住-Dpm進(jìn)行計算，即
[0014]
[0015] (4)主副黃接觸點受力情況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點處的變形系 數(shù)&-bGp計算；
[0016]根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，主黃拋物線段的 根部到主黃端點的距離12M，副黃觸點與主黃端點的水平距離1〇,對主副黃接觸點處受力情 況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點的變形系數(shù)(^8〇>進(jìn)行計算，即
[0ni71
[0018] (5)端點受力情況下的n片疊加副黃的總端點變形系數(shù)Gx-DAT計算：
[0019] 根據(jù)少片拋物線型變截面副黃的一半長度La,寬度b，彈性模量E，副黃拋物線段的 根部到副黃端點的距離12A，每片副黃的根部厚度h2A，副黃片數(shù)n，各片副黃的端部平直段的 厚度hw，拋物線段的厚度比^，其中，j = l，2,…，n，對在端點受力情況下的n片疊加副黃的 總端點變形系數(shù)Gx-DAT進(jìn)行計算，即
[0020]
[0021] 其中，Gx-DA功在端點受力情況下，各片副黃的端點變形系數(shù)
[0022]
[0023] (6)非端部接觸式少片拋物線型主副黃的復(fù)合剛度Kmat驗算：
[0024] 根據(jù)主黃片數(shù)m，各片主黃的根部平直段的厚度h2M;副黃片數(shù)n，各片副黃的根部平 直段的厚度h2A，步驟（1)中計算得到的Gx-Di,步驟(2)中計算得到的Gx-BC,步驟(3)中計算得 到的G、-Dp?，步驟(4)中計算得到的G、-BLp，及步驟(5)中計算得到的Gx-DAT,可對非端部接觸式 少片拋物線型主副黃的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行驗算，即
[0025]
[0026] 本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點
[0027] 先前由于主黃的端部平直段非等構(gòu)和副黃的長度與主黃的長度不相等，且第m片 主黃除了受端點力之外，還受副黃觸點支撐力的作用，少片變截面主副黃的變形及內(nèi)力的 分析計算非常復(fù)雜，因此，一直未能給出非端部接觸式少片變截面主副黃的復(fù)合剛度解析 驗算方法。本發(fā)明可根據(jù)非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的各片主黃和副黃的結(jié) 構(gòu)參數(shù)、彈性模量，對非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行驗算。 通過設(shè)計實例及ANSYS仿真驗證可知，利用該方法可得到準(zhǔn)確、可靠的非端部接觸式少片變 截面主副黃的復(fù)合剛度驗算值，為非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的復(fù)合剛度驗 算提供了可靠的驗算方法。利用該方法可提高非端部接觸式少片變截面主副黃的設(shè)計水 平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能，確保滿足懸架對主副黃復(fù)合剛度的設(shè)計要求，提高車輛行駛平順性； 同時，還可降低懸架彈黃質(zhì)量和成本，降低設(shè)計及試驗費用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
【附圖說明】
[0028] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步的說明。
[0029] 圖1是非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛度的驗算流程圖；
[0030] 圖2是非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的一半對稱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖3是實施例一非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的ANSYS變形仿真云圖；
[0032] 圖4是實施例二非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的ANSYS變形仿真云圖。 具體實施方案
[0033] 下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034] 實施例一:某非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的寬度b = 60mm，彈性模量 E = 200G化，安裝間距的一半l3 = 55mm;其中，主黃片數(shù)m = 2,各片主黃的一半長度Lm = 575mm，主黃拋物線段的根部到彈黃端點的距離l2M=LM-l3 = 520mm，各片主黃的根部厚度h2M = Ilmm;第1片主黃的端部平直段的厚度hii = 7mm，第1片主黃的拋物線段的厚度比& = hii/ h2M=0.64,第2片主黃的端部平直段的厚度hi2 = 6mm，第2片主黃的拋物線段的厚度比阮= 〇.55。副黃片數(shù)11=1，副黃的一半長度1^4=375111111，副黃觸點與主黃端點的水平距離1〇 = 1^?- LA=200mm，副黃拋物線段的根部到副黃端點的距離l2A=LA-l3 = 320mm該片副黃的根部平直 段的厚度h2A= 14mm，端部平直段的厚度hAii = 7.98mm，拋物線段的厚度比0Ai = hAii/h2A = 0.57。根據(jù)各片主黃和副黃的結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量，對該非端部接觸式少片拋物線型主副 黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗算。
[0035] 本發(fā)明實例所提供的非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛度的驗算方法，其 驗算流程如圖1所示，具體驗算步驟如下：
[0036] (1)端點受力情況下的各片拋物線型變截面主黃的端點變形系數(shù)Gx-Di計算：
[0037] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = 575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=520mm，主黃片數(shù)m=2,第1片主黃的拋 物線段的厚度比& = 〇.64,第2片主黃的拋物線段的厚度比02 = 0.55,對端點受力情況下的 第1片主黃和第2片主黃在端點位置處的變形系數(shù)Gx-D謝Gx-D2分別進(jìn)行計算，即
[00；3 引
[0039]
[0040] (2)端點受力情況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點處的變形系數(shù)Gx-BC計 算：
[0041] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = 575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=520mm，副黃觸點與主黃端點的水平距 離lo = 200mm，主黃片數(shù)m=2,對端點受力情況下的第2片主黃在拋物線段與副黃接觸點處 的變形系數(shù)Gx-BG進(jìn)行計算，即
[0042]
[0043] (3)主副黃接觸點受力情況下的第m片主黃的端點變形系數(shù)&-DP2計算：
[0044] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = 575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=520mm，副黃觸點與主黃端點的水平距 離lo = 200mm，主黃片數(shù)m=2,對在主副黃接觸點受力情況下的第2片主黃的端點變形系數(shù) &-Dp2進(jìn)行計算，BP
[0045]
[0046] (4)主副黃接觸點受力情況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點處的變形系 數(shù)Gx-BCp計算；
[0047] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = 575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=520mm，副黃觸點與主黃端點的水平距 離lo = 200mm，主黃片數(shù)m=2,對在主副黃接觸點受力情況下的第2片主黃在拋物線段與副 黃接觸點處的變形系數(shù)Bt進(jìn)行計算，即
[004引
[0049] (5)端點受力情況下的n片疊加副黃的總端點變形系數(shù)Gx-DAT計算：
[0050] 根據(jù)少片拋物線型變截面副黃的一半長度LA=375mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200G化副黃片數(shù)n = l，該片副黃的拋物線段的根部到副黃端點的距離l2A=320mm，副黃的根 部平直段的厚度11；^4=14111111，端部平直段的厚度11411 = 7.98111111，副黃拋物線段的厚度比041 = 0.57，對在端點受力情況下的n片疊加副黃的總端點變形系數(shù)Gx-DAT進(jìn)行計算，即
[0化1 ]
[0化^ 其中，Gx-DAl為該片副黃的端點變形系數(shù)，
[0053] (6)非端部接觸式少片拋物線型主副黃的復(fù)合剛度Kmat驗算：
[0054] 根據(jù)主黃片數(shù)m = 2,各片主黃的根部平直段的厚度h2M=llmm，副黃片數(shù)n=l，該片 副黃的根部平直段厚度h2A=14mm，步驟（l)中計算得到的Gx-Dl = 98.16mm4/N和Gx-D2 = 1〇2.63Him^N，步驟（2)中計算得到的Gx-bc = 40.77Him^N，步驟（3)中計算得到的巧油應(yīng)= 40.77mn//N，步驟（4)中計算得到的.,,=21.35mm"VN，及步驟（5)中計算得到的Gx-DAT = 26.46mm4/N，對該非端部接觸式少片拋物線型主副黃的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行驗算，即
[0化5]
[0056]主副黃共同起作用之后，在一半對稱結(jié)構(gòu)主黃的端點施加載荷P=1840N情況下， 利用復(fù)合剛度計算值KMAT = 76.42N/mm，對該非端部接觸式少片拋物線型變截面主副黃的一 半對稱結(jié)構(gòu)的最大變形進(jìn)行驗算，即
[0化7]
[0058] 利用ANSYS有限元仿真軟件，根據(jù)該少片拋物線型變截面主副黃的各片主黃和副 黃的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特性參數(shù)，建立一半對稱結(jié)構(gòu)主副黃的ANSYS仿真模型，劃分網(wǎng)格，并 在仿真模型的根部施加固定約束，在一半對稱結(jié)構(gòu)主黃的端點處施加集中載荷P=1840N， 對該少片拋物線型變截面鋼板彈黃的主副黃的變形進(jìn)行ANSYS仿真，所得到的主副黃的變 形仿真云圖，如圖3所示，其中，主副黃在端點位置處的最大變形量時smax = 48.00mm。
[0059] 可知，在相同載荷情況下，該主副黃最大變形的ANSYS仿真驗證值fDSmax=48.00mm， 與在剛度驗算值下的最大變形fDmax = 48.16mm的相對偏差分別為0.33%，結(jié)果表明該發(fā)明 所提供的非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛度的驗算方法是正確的，復(fù)合剛度驗算 值是準(zhǔn)確可靠的。
[0060] 實施例二:某非端部接觸式少片拋物線型變截面主黃的寬度b = 60mm，安裝間距的 一半13 = 60mm，彈性模量E = 200G化;其中，主黃片數(shù)m = 2，主黃的一半長度Lm=600mm，主黃 拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=LM-l3 = 540mm，各片主黃的根部平直段的厚度h2M= 12mm;第1片主黃的端部平直段的厚度hii = 8mm，第1片主黃的拋物線段的厚度比& = hii/h2M = 0.67;第2片主黃的端部平直段的厚度hi2 = 7mm，第2片主黃的拋物線段的厚度比02 = hi2/ h2M=0.58。副黃片數(shù)n=l，該片副黃的一半長度LA = 410mm，副黃拋物線段的根部到副黃端 點的距離12A=La-13 = 350mm，畐[J黃觸點與主黃端點的水平距離1日=Lm-La= 190mm，該片副黃 的根部平直段的厚度h2A=13mm，端部平直段的厚度hiA=8.06mm，即該片副黃的拋物線段的 厚度比eAl=hAll/h2A = 0.62。根據(jù)各片主黃和副黃的結(jié)構(gòu)參數(shù)和彈性模量，對該非端部接觸 式少片拋物線型變截面主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行計算。
[0061] 采用與實施例一相同的設(shè)計方法和步驟，對該少片拋物線型變截面鋼板彈黃的主 副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗算，具體驗算步驟如下：
[0062] (1)端點受力情況下的各片拋物線型變截面主黃的端點變形系數(shù)Gx-Di計算：
[0063] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=540mm，主黃片數(shù)m = 2,其中，第1片主 黃的拋物線段的厚度比& = 〇.67,第2片主黃的拋物線段的厚度比02 = 0.58,對端點受力情 況下的第1片豐普巧第2片豐普的端點巧形系敬Gx-m巧Gx-d2分別進(jìn)行計算，即
[0064]
[00 化]
[0066] (2)端點受力情況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點的變形系數(shù)Gx-BC計算：
[0067] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=540mm，副黃觸點與主黃端點的水平距 離lo=190mm，主黃片數(shù)m=2,對端點受力情況下的第2片主黃在拋物線段與副黃接觸點處 的變形系數(shù)Gx-BG進(jìn)行計算，即
[006引
[0069] (3)主副黃接觸點受力情況下的第m片主黃的端點變形系數(shù)&-DP2.計算：
[0070] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=540mm，副黃觸點與主黃端點的水平距 離Io= 190mm，主黃片數(shù)m=2,對在主副黃接觸點受力情況下的第2片主黃的端點變形系數(shù) 島:-Dp2進(jìn)行計算，即
[0071]
[0072] (4)主副黃接觸點受力情況下的第m片主黃在拋物線段與副黃接觸點處的變形系 數(shù)佑BCp計算：
[0073] 根據(jù)少片拋物線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃拋物線段的根部到主黃端點的距離l2M=540mm，副黃觸點與主黃端點的水平距 離lo=190mm，主黃片數(shù)m=2,對在主副黃接觸點受力情況下的第2片主黃在拋物線段與副 黃接觸點處的變形系數(shù)GVbo進(jìn)行計算，即
[0074]
[0075] (5)端點受力情況下的n片疊加副黃的總端點變形系數(shù)Gx-DAT計算：
[0076] 根據(jù)少片拋物線型變截面副黃的一半長度LA=410mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200G化，副黃拋物線段的根部到副黃端點的距離l2A=350mm，副黃片數(shù)n = l，該片副黃的根 部厚度h2A二13mm,端部平直段的厚度hiA二8.06mm,副黃拋物線段的厚度比0A1二0.62,對在 端點受力情況下的該片副黨的端點變形系數(shù)Gx-DAT進(jìn)行計算，即
[0077]
[0078] (6)非端部接觸式少片拋物線型主副黃的復(fù)合剛度Kmat驗算：
[0079] 根據(jù)主黃片數(shù)m = 2,各片主黃的根部平直段的厚度h2M=12mm，副黃片數(shù)n=l，副黃 根部平直段的厚度h2A = 13mm，步驟（1)中計算得到的Gx-Di = 108.70mm4/N和Gx-d2 = 114.25mm4/N，步驟（2 )中計算得到的Gx-BC = 5 1 . OOmmVN，步驟（3 )中計算得到的 G,._Dp產(chǎn)51 .OOmm4ZN,步驟（4)中計算得到的&_8島=28.33mm4/N?，及步驟（5)中計算得到的 Gx-DAT = 36.86mm4/N，對該主副黃的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行計算，即
[0080]
[0081] 主副黃共同起作用之后，在一半對稱結(jié)構(gòu)主黃的端點施加載荷P = 2000N情況下， 利用復(fù)合剛度計算值KMAT = 83.44N/mm，對該少片拋物線型變截面主副黃一半的最大變形進(jìn) 行驗算，即
[0082]
[0083]利用ANSYS有限元仿真軟件，根據(jù)該少片拋物線型變截面鋼板彈黃的主副黃結(jié)構(gòu) 參數(shù)和材料特性參數(shù)，建立一半對稱結(jié)構(gòu)主副黃的ANSYS仿真模型，劃分網(wǎng)格，并在仿真模 型的根部施加固定約束，同時設(shè)置副黃觸點與主黃在拋物線段相接觸，并且在一半對稱結(jié) 構(gòu)主黃的端點處施加集中載荷P = 2000N，對該少片拋物線型變截面鋼板彈黃的主副黃的變 形進(jìn)行ANSYS仿真，所得到的主副黃的變形仿真云圖，如圖4所示，其中，主副黃在端點位置 處的最大變形量時Smax = 47.50mm。
[0084]可知，在相同載荷情況下，該主副黃最大變形的ANSYS仿真驗證值fDSmax=47.50mm， 與在剛度驗算值下的最大變形f〇max = 47.94mm的相對偏差分別為0.93%，結(jié)果表明該發(fā)明 所提供的非端部接觸式少片拋物線型主副黃復(fù)合剛度的驗算方法是正確的，復(fù)合剛度計算 值是準(zhǔn)確可靠的。
【主權(quán)項】
1.非端部接觸式少片拋物線型主副簧復(fù)合剛度的驗算方法，其中，少片拋物線型變截 面主副簧的一半對稱結(jié)構(gòu)是由根部平直段、拋物線段和端部平直段構(gòu)成，其中，各片主簧的 端部平直段非等構(gòu)，即第1片主簧的端部平直段的厚度和長度，大于其他各片主簧端部平直 段的厚度和長度;副簧長度小于主簧長度，當(dāng)載荷副簧起作用載荷時，副簧觸點與主簧拋物 線段內(nèi)某點相接觸，以滿足少片拋物線型變截面主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求;在各片主簧 和副簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量給定情況下，對非端部接觸式少片拋物線型主副簧的復(fù)合剛 度進(jìn)行驗算，具體驗算步驟如下： (1) 端點受力情況下的各片拋物線型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-Dl計算： 根據(jù)少片拋物線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，主簧拋物線段的根部 到主簧端點的距離12M，主簧片數(shù)m，其中，第i片主簧的拋物線段的厚度比隊，其中，i = l， 2，···，m，對端點受力情況下的各片拋物線型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-^進(jìn)行計算，即(2) 端點受力情況下的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gxi計算： 根據(jù)少片拋物線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，主簧拋物線段的根部 到主簧端點的距離12M，副簧觸點與主簧端點的水平距離1〇,主簧片數(shù)m，對端點受力情況下 的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-Bdi行計算，即(3) 主副簧接觸點受力情況下的第m片主簧的端點變形系數(shù)Gx-Dpm計算： 根據(jù)少片拋物線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，主簧拋物線段的根部 到主簧端點的距離12M，副簧觸點與主簧端點的水平距離1〇,對主副簧接觸點受力情況下的 第m片主簧的端點變形系數(shù)G x-Dpm?行計算，即(4) 主副簧接觸點受力情況下的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù) Gx-BCp計算： 根據(jù)少片拋物線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，主簧拋物線段的根部 到主簧端點的距離12M，副簧觸點與主簧端點的水平距離1〇,對主副簧接觸點處受力情況下 的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點的變形系數(shù)6\-_進(jìn)行計算，即(5) 端點受力情況下的η片疊加副簧的總端點變形系數(shù)GX-DAT計算： 根據(jù)少片拋物線型變截面副簧的一半長度La，寬度b，彈性模量E，副簧拋物線段的根部 到副簧端點的距離12A，每片副簧的根部厚度h2A，副簧片數(shù)n，各片副簧的端部平直段的厚度 hiAj，拋物線段的厚度比0Aj，其中，j = 1，2，…，n，對在端點受力情況下的η片疊加副簧的總端 點變形系數(shù)Gx-DAT進(jìn)行計算，ΒΡJ -1 Λ-1./Λ/ 其中，Gx-DAj為在端點受力情況下，各片副簧的端點變形系數(shù)當(dāng)副簧片數(shù)n=l時，η片疊加副簧的總端點變形系數(shù)GX-DAT，等于該片副簧的端點變形系 數(shù)Gx-DA1，即(6)非端部接觸式少片拋物線型主副簧的復(fù)合剛度Kmat驗算： 根據(jù)主簧片數(shù)m，各片主簧的根部平直段的厚度1!2[?;副簧片數(shù)n，各片副簧的根部平直段 的厚度h2A，步驟（1)中計算得到的Gx-Dl，步驟(2)中計算得到的G X-BC，步驟(3)中計算得到的 Gx-Dpm，步驟(4)中計算得到的Gx-BCp，及步驟(5)中計算得到的G X-DAT，可對非端部接觸式少片 拋物線型主副簧的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行驗算，即
【文檔編號】G06F17/50GK105956223SQ201610241061
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】于曰偉, 王炳超, 周長城, 汪曉, 邵明磊, 袁光明, 趙雷雷
【申請人】周長城