CN103678944A - 液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法 - Google Patents

液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法 Download PDF

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CN103678944A CN201410000680.7A CN201410000680A CN103678944A CN 103678944 A CN103678944 A CN 103678944A CN 201410000680 A CN201410000680 A CN 201410000680A CN 103678944 A CN103678944 A CN 103678944A
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Abstract

本发明涉及液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法，属于减振器技术领域，其特征在于：根据非等构叠加阀片的内半径、外半径、厚度及片数，确定出不等外半径率系数、当量厚度、等效厚度和最大厚度比例系数，并且计算出非等构叠加阀片的最大应力系数；根据最大压力对液压减振器非等构叠加阀片的最大应力进行计算，并且对强度进行校核。通过实例计算与ANSYS仿真验证可知，该液压减振器非等构叠加阀片的最大应力计算及强度校核方法是可靠的，为非等构叠加阀片设计提供了可靠的强度校核方法，可提高液压减振器的设计水平、质量和性能，降低设计及试验费用，在满足特性设计要求前提下，确保叠加阀片应力强度及减振器使用寿命的设计要求。

Description

液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法
技术领域
本发明涉及减振器技术领域，特别是液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法。
背景技术
为了满足减振器特性及阀片应力强度要求，实际汽车减振器可采用“非等构叠加阀片”，即内圆半径相等外圆半径不等的叠加阀片；同时，采用设计合理的非等构叠加阀片还可以免用“限位间隙垫圈”，因此，具有良好的经济效益和社会效益。要真正实现减振器及非等构叠加阀片现代化CAD设计及强度校核，必须给出可靠的非等构叠加阀片的最大应力计算及强度校核的方法。尽管先前我国曾有人对叠加阀片应力强度计算进行了大量研究，但仅是针对“等构叠加阀片”，例如山东理工大学曾给出了“等构叠加阀片”的强度校核计算方法。对于液压减振器非等构叠加阀片的强度校核，目前国内、外一直没有给出简便、可靠的计算方法，大都只能利用ANSYS有限元仿真软件，通过建立非等构叠加阀片的实体仿真模型，对应力强度进行数值仿真，然而由于有限元仿真软件不能给出计算式，因此，不能满足减振器及非等构叠加阀片现代化CAD设计及强度校核的要求。随着汽车工业的快速发展及行驶速度的不断提高，对减振器及叠加阀片设计提出了更高的要求，要实现减振器及非等构叠加阀片的现代化CAD设计，必须提供一种可靠的非等构叠加阀片强度校核方法，从而满足减振器及非等构叠加阀片实际设计、生产和强度校核的要求。
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一种简便、准确、可靠的液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法，其计算流程如图1所示。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法，其力学模型如图2所示,技术方案实施步骤如下：
（1）确定各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η i :
根据液压减振器非等构叠加阀片的外半径r b1, r b2,…, r bn,其中, r b1> r b2>… > r bn , 确定各叠加阀片的外半径不等率η i ,即:
                                                          ,
Figure 658429DEST_PATH_IMAGE002
,…, 
Figure 261449DEST_PATH_IMAGE003
；
（2）计算减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h ie:
根据液压减振器各非等构叠加阀片的厚度h 1, h 2,…, h n ，及步骤（1）中的外半径不等率η i ，计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie，即:
    h 1e= h 1，h 2e=
Figure 449460DEST_PATH_IMAGE004
Figure 112523DEST_PATH_IMAGE005
，h 3e=
Figure 388914DEST_PATH_IMAGE006
,…, h ne=
Figure 28023DEST_PATH_IMAGE008
Figure 612719DEST_PATH_IMAGE009
；
（3）计算非等构叠加阀片的等效厚度h E和最大厚度比例系数
Figure 625675DEST_PATH_IMAGE010
：
根据减振器非等构叠加阀片的片数n 1，n 2，…，n n，及步骤（2）中的各叠加阀片的当量厚度h 1e，h 2e，…，h ne，计算非等构叠加阀片的等效厚度h E，即 
；
    根据叠加阀片的等效厚度
Figure 673713DEST_PATH_IMAGE012
，和步骤（2）中的最大叠加阀片当量厚度
Figure 678578DEST_PATH_IMAGE013
Figure 926633DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 675146DEST_PATH_IMAGE016
，…，
Figure 695186DEST_PATH_IMAGE018
，计算非等构叠加阀片的最大厚度比例系数
Figure 808635DEST_PATH_IMAGE010
，即
Figure 609232DEST_PATH_IMAGE019
；
（4）减振器非等构叠加阀片最大应力系数
Figure 833540DEST_PATH_IMAGE020
计算：
根据第1片非等构叠加阀片的内圆半径r a，外圆半径r b1，弹性模量E和泊松比μ，计算非等构叠加阀片的最大应力系数，即：
Figure 54754DEST_PATH_IMAGE022
式中， 
Figure 529598DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 367716DEST_PATH_IMAGE024
；
Figure 611616DEST_PATH_IMAGE025
，
Figure 879917DEST_PATH_IMAGE026
；
Figure 514161DEST_PATH_IMAGE027
,
Figure 142588DEST_PATH_IMAGE028
, 
Figure 257306DEST_PATH_IMAGE029
,      
Figure 945776DEST_PATH_IMAGE030
， 
，
Figure 250167DEST_PATH_IMAGE032
，，
Figure 75833DEST_PATH_IMAGE034
；
Figure 746985DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 654899DEST_PATH_IMAGE036
，
Figure 478629DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure 508902DEST_PATH_IMAGE038
；
（5）减振器非等构叠加阀片的最大应力计算及强度校核：
       根据减振器非等构叠加阀片所受的最大压力p max，步骤（3）中的等效厚度h E和最大厚度比例系数
Figure 129688DEST_PATH_IMAGE040
，及步骤（4）中的最大应力系数，对非等构叠加阀片的最大应力
Figure 9099DEST_PATH_IMAGE039
进行计算，即：
Figure 654844DEST_PATH_IMAGE042
；
根据计算得到的非等构叠加阀片的最大应力，叠加阀片的许用应力
Figure 785707DEST_PATH_IMAGE044
，对减振器非等构叠加阀片的强度进行校核，即当
Figure 95466DEST_PATH_IMAGE045
，则减振器非等构叠加阀片满足应力强度要求，当
Figure 979239DEST_PATH_IMAGE046
，则减振器非等构叠加阀片不能满足应力强度要求。
本发明比现有技术具有的优点：
目前，国内外对减振器非等构叠加阀片强度校核一直没有给出简便、可靠的方法，大都只能利用ANSYS有限元仿真软件，通过建立非等构叠加阀片的实体仿真模型，对应力进行数值仿真计算和强度校核，然而，由于有限元仿真软件不能给出计算式或计算方法，因此，不能满足减振器及非等构叠加阀片现代化CAD设计及强度校核的要求。本发明对于液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法，首先，根据各非等构叠加阀片的内半径r a、外半径r bi 、厚度h i 和片数n i ，确定出非等构叠加阀片的等效厚度
Figure 32646DEST_PATH_IMAGE047
、最大厚度比例系数
Figure 747792DEST_PATH_IMAGE010
及最大应力系数
Figure 228452DEST_PATH_IMAGE041
；随后，根据非等构叠加阀片所受的最大压力p max，利用
Figure 848789DEST_PATH_IMAGE048
对减振器非等构叠加阀片的最大应力进行计算，并根据许用应力[σ] 对非等构叠加阀片的强度进行校核。通过与ANSYS仿真结果比较可知，该液压减振器非等构叠加阀片的最大应力计算及强度校核方法是正确的，为实际减振器非等构叠加阀片的拆分设计和强度校核，提供了可靠的非等构叠加阀片强度校核的方法。
为了更好地理解本发明下面结合附图作进一步的说明。
图1是减振器非等构叠加阀片的强度校核的流程图；
图2是减振器非等构叠加阀片的力学模型；
图3是实施例一的减振器非等构叠加阀片应力仿真云图；
图4是实施例二的减振器非等构叠加阀片应力仿真云图；
图5是实施例三的减振器非等构叠加阀片应力仿真云图；
图6是实施例四的减振器非等构叠加阀片应力仿真云图。
具体实施方案
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：某减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模量E=200GPa，泊松比μ＝0.3，许用应力
Figure 947643DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.25mm，n 1=1，r b1=8.5mm；h 2=0.20mm，n 2=1，r b2=7.0mm；h 3=0.15mm，n 3=1，r b3=6.0mm；所受的最大压力p max=3.0MPa，对减振器非等构叠加阀片的应力强度进行校核。
（1）确定各非等构叠加阀片的外半径不等率系数
Figure 927101DEST_PATH_IMAGE050
:
根据减振器非等构叠加阀片的外半径
Figure 516958DEST_PATH_IMAGE051
=8.5mm,=7.0mm,=6.0mm, 确定各叠加阀片的外半径不等率
Figure 424368DEST_PATH_IMAGE050
,即
                     
Figure 753718DEST_PATH_IMAGE054
,=0.4286，
Figure 496863DEST_PATH_IMAGE056
=0.7143；
（2）计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie:
根据减振器各非等构叠加阀片的厚度h 1=0.25mm, h 2=0.20mm，h 3=0.15mm, 及步骤（1）中的外半径不等率
Figure 490227DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 57606DEST_PATH_IMAGE057
，0.7143，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie，即
    h 1e=0.25mm，h 2e=
Figure 190439DEST_PATH_IMAGE059
Figure 620283DEST_PATH_IMAGE060
=0.19206mm，h 3e=
Figure 924226DEST_PATH_IMAGE061
Figure 12399DEST_PATH_IMAGE062
=0.12227；
（3）计算非等构叠加阀片的等效厚度h E和最大厚度比例系数
Figure 718187DEST_PATH_IMAGE010
:
根据步骤（2）中的当量厚度h ie及片数，即h 1e=0.25mm，n 1=1；h 2e=0.19206mm，n 2=1；h 3e=0.12227mm，n 3=1，计算非等构叠加阀片的等效厚度h E为：
Figure 53353DEST_PATH_IMAGE063
=0.29059mm；
根据非等构叠加阀片的等效厚度h E=0.29059mm，及步骤（2）中的最大当量厚度h 1e=0.25mm，计算非等构叠加阀片的最大厚度比例系数
Figure 595324DEST_PATH_IMAGE010
为：
Figure 736455DEST_PATH_IMAGE064
=0.8603；
（4）计算非等构叠加阀片的最大应力系数：
根据第1片叠加阀片的内圆半径r a=5.0mm，外圆半径r b1=8.5mm，弹性模量E=2.0
Figure 819129DEST_PATH_IMAGE066
和泊松比μ=0.3，计算非等构叠加阀片在内圆半径r a处的最大应力系数
Figure 832084DEST_PATH_IMAGE021
，即：
Figure 524709DEST_PATH_IMAGE067
=4.2419
Figure 939510DEST_PATH_IMAGE069
m2；
式中，
Figure 882058DEST_PATH_IMAGE023
=47.726mm2，
Figure 133042DEST_PATH_IMAGE024
=14.318 mm2； 
Figure 615976DEST_PATH_IMAGE025
=
Figure 901595DEST_PATH_IMAGE071
3.2518
Figure 15045DEST_PATH_IMAGE073
，
Figure 2592DEST_PATH_IMAGE026
=8.6861
Figure 39949DEST_PATH_IMAGE069
；
Figure 163763DEST_PATH_IMAGE027
＝－5.78×10－4，
Figure 448114DEST_PATH_IMAGE074
，
Figure 670760DEST_PATH_IMAGE029
=－1.83134×10－8,
Figure 761076DEST_PATH_IMAGE030
=
Figure 942659DEST_PATH_IMAGE076
；       
Figure 945381DEST_PATH_IMAGE077
=200，
Figure 907521DEST_PATH_IMAGE078
=
Figure 286681DEST_PATH_IMAGE079
，
Figure 588349DEST_PATH_IMAGE033
=0.01，
Figure 11240DEST_PATH_IMAGE080
=5.0
Figure 211408DEST_PATH_IMAGE082
，=
Figure 344242DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 141297DEST_PATH_IMAGE036
=，
Figure 798991DEST_PATH_IMAGE037
=2.6，=
Figure 652995DEST_PATH_IMAGE087
；
（5）减振器非等构叠加阀片最大应力
Figure 811444DEST_PATH_IMAGE039
计算及强度校核：
根据叠加阀片所受的压力p max=3.0MPa，步骤（3）中的叠加阀片的等效厚度h E=0.29059mm和最大厚度比例系数
Figure 523048DEST_PATH_IMAGE088
0.8603，及步骤（4）中的最大应力系数
Figure 201285DEST_PATH_IMAGE041
=4.2419
Figure 212579DEST_PATH_IMAGE069
m2，对非等构叠加阀片的最大应力
Figure 858324DEST_PATH_IMAGE039
进行计算，即：
Figure 108039DEST_PATH_IMAGE089
=1296.6MPa。
    根据减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模型E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及各非等构叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.25mm，n 1=1，r b1=8.5mm；h 2=0.20mm，n 2=1，r b2=7.0mm；h 3=0.15mm，n 3=1，r b3=6.0mm，利用ANSYS建立非等构叠加阀片仿真模型，网格划分单位为0.1mm，在施加相同的最大均布压力p max＝3.0MPa情况下，仿真所得到的叠加阀片应力仿真云图，如图3所示。由图3可知，该减振器非等构叠加阀片的最大应力仿真值为
Figure 906362DEST_PATH_IMAGE039
=1270MPa，与利用该计算方法所得到的最大应力
Figure 278438DEST_PATH_IMAGE039
=1296.6MPa相吻合，相对偏差仅为2.05%，表明本发明所建立的液压减振器非等构叠加阀片的应力强度校核方法是可靠的。
      根据计算所得到的非等构叠加阀片最大应力
Figure 162211DEST_PATH_IMAGE039
=1296.6MPa及许用应力
Figure 277935DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，可知：
Figure 117715DEST_PATH_IMAGE090
，该减振器非等构叠加阀片满足应力强度要求。
实施例二：某减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模量E=200GPa，泊松比μ＝0.3，许用应力
Figure 411424DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.3mm，n 1=1，r b1=8.5mm；h 2=0.20mm，n 2=1，r b2=7.0mm；非等构叠加阀片所受的最大压力p max=3.0MPa，对该减振器非等构叠加阀片的应力强度进行校核。
按实施例一的步骤进行计算，即：
（1）确定各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η i ：
根据液压减振器非等构叠加阀片的外半径r b1=8.5mm, r b2=7.0mm, 确定各叠加阀片的外半径不等率η i ,即：
                      η 1=0, 
Figure 766182DEST_PATH_IMAGE055
=0.4286；
（2）计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie:
根据液压减振器各非等构叠加阀片的厚度=0.30mm,
Figure 190003DEST_PATH_IMAGE093
=0.20mm，及步骤（1）中的外半径不等率η 1=0，η 2=0.4286，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie，即：
    h 1e=0.30mm，h 2e=
Figure 841564DEST_PATH_IMAGE059
Figure 699930DEST_PATH_IMAGE060
=0.19312mm；
（3）计算非等构叠加阀片的等效厚度h E和最大厚度比例系数
Figure 157456DEST_PATH_IMAGE010
：
根据步骤（2）中的当量厚度h ie和片数，即h 1e=0.30mm，n 1=1；h 2e=0.19312mm，n 2=1，计算非等构叠加阀片的等效厚度h E为：
=0.3246mm；
根据非等构叠加阀片的等效厚度h E=0.3246mm，及步骤（2）中的最大当量厚度h 1e=0.30mm，计算非等构叠加阀片的最大厚度比例系数为：
Figure 936690DEST_PATH_IMAGE095
=0.9242；
（4）计算非等构叠加阀片的最大应力系数
Figure 948639DEST_PATH_IMAGE041
：
由于非等构叠加阀片的结构、材料特性与实施例一的相同，因此，该减振器非等构叠加阀片的最大应力系数
Figure 414256DEST_PATH_IMAGE041
，也与实施例一的相同，即:
=4.2419m2；
（5）减振器非等构叠加阀片最大应力计算及强度校核：
       根据减振器非等构叠加阀片所受的最大压力p max=3.0MPa，步骤（3）中的非等构叠加阀片等效厚度h E=0.3246mm和最大厚度比例系数
Figure 396849DEST_PATH_IMAGE096
0.9242，及步骤（4）中的
Figure 889010DEST_PATH_IMAGE041
=4.2419m2，对非等构叠加阀片的最大应力
Figure 218808DEST_PATH_IMAGE039
进行计算，即：
                           =1116.2MPa。
根据减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模型E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及各非等构叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.30mm，n 1=1，r b1=8.5mm；h 2=0.20mm，n 2=1，r b2=7.0mm，利用ANSYS建立叠加阀片仿真模型，网格划分单位为0.1mm，在施加相同均布压力p max＝3.0MPa情况下，仿真所得到的叠加阀片应力仿真云图，如图4所示。可知，该减振器非等构叠加阀片最大应力的仿真值为
Figure 72812DEST_PATH_IMAGE039
=1110MPa，与利用该计算方法所得到的最大应力
Figure 864050DEST_PATH_IMAGE039
=1116.2MPa相吻合，相对偏差仅为0.56%，表明本发明所建立的液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法是可靠的。
    根据许用应力
Figure 942865DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，及计算所得到的非等构叠加阀片最大应力=1116.2MPa，可知：
Figure 819346DEST_PATH_IMAGE090
，该减振器非等构叠加阀片满足应力强度要求。
实施例三：某减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模量E=200GPa，泊松比μ＝0.3，许用应力
Figure 848613DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.2mm，n 1=1，r b1=8.5mm；h 2=0.15mm，n 2=1，r b2=7.0mm；非等构叠加阀片所受的最大压力p max=2.5MPa，对该减振器非等构叠加阀片的应力强度进行校核。
按实施例一的步骤进行计算，即：
（1）确定各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η i ：
根据液压减振器非等构叠加阀片的外半径
Figure 731119DEST_PATH_IMAGE051
=8.5mm,
Figure 145920DEST_PATH_IMAGE052
=7.0mm, 确定各叠加阀片的外半径不等率η i ,即
                      η 1=0,    η 2=
Figure DEST_PATH_IMAGE098
=0.4286；
（2）计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie:
根据液压减振器各非等构叠加阀片的厚度
Figure 963834DEST_PATH_IMAGE092
=0.20mm,
Figure 401769DEST_PATH_IMAGE093
=0.15mm，及步骤（1）中的外半径不等率η 1=0，η 2=0.4286，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie，即
    h 1e=0.2mm，h 2e=
Figure 170321DEST_PATH_IMAGE060
=0. 14438mm；
（3）计算非等构叠加阀片的等效厚度h E和最大厚度比例系数:
根据步骤（2）中的当量厚度h ie及片数，即h 1e=0.30mm，n 1=1；h 2e=0.19312mm，n 2=1，计算非等构叠加阀片的等效厚度h E为：
Figure 2014100006807100002DEST_PATH_IMAGE099
= 0.2224mm；
       根据非等构叠加阀片的等效厚度h E=0.2224mm，及步骤（2）中的最大当量厚度h 1e=0.20mm，计算非等构叠加阀片的最大厚度比例系数
Figure 815859DEST_PATH_IMAGE010
为：
=0.899；
（4）计算非等构叠加阀片的最大应力系数
Figure 242609DEST_PATH_IMAGE041
：
由于非等构叠加阀片的结构、材料特性与实施例一的相同，因此，该减振器非等构叠加阀片的最大应力系数
Figure 340009DEST_PATH_IMAGE041
，也与实施例一的相同，即
Figure 814853DEST_PATH_IMAGE041
=4.2419
Figure 577273DEST_PATH_IMAGE069
m2；
（5）减振器非等构叠加阀片最大应力
Figure 571905DEST_PATH_IMAGE039
计算及强度校核：
       根据叠加阀片所受的最大压力p max=2.5MPa，步骤（3）中的非等构叠加阀片等效厚度h E= 0.2224mm和最大厚度比例系数0.899，及步骤（4）中的最大应力系数
Figure 799416DEST_PATH_IMAGE041
，对非等构叠加阀片的最大应力
Figure 365527DEST_PATH_IMAGE039
进行计算，即：
                    
Figure 463933DEST_PATH_IMAGE089
=1926.5MPa。 
根据液压减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模型E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及各非等构叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.20mm，n 1=1，r b1=8.5mm；h 2=0.15mm，n 2=1，r b2=7.0mm，利用ANSYS建立叠加阀片仿真模型，网格划分单位为0.1mm，在施加相同均布压力p max＝2.5MPa情况下，仿真所得到的叠加阀片复合应力仿真云图，如图5所示。可知，该液压减振器非等构叠加阀片最大复合应力的仿真值为1870MP，与利用该计算方法所得到的第1片叠加阀片的最大复合应力1926.5MPa相吻合，相对偏差仅为2.93%，表明本发明所建立的液压减振器非等构叠加阀片应力强度的计算方法是可靠的。
    根据许用应力
Figure 903135DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，及计算所得到的最大应力
Figure DEST_PATH_IMAGE100
1926.5MPa，可知：
Figure 352571DEST_PATH_IMAGE090
，该减振器非等构叠加阀片满足应力强度要求。
实施例四：某减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模量E=200GPa，泊松比μ＝0.3，许用应力
Figure 269843DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.25mm，n 1=1，r b1=10mm；h 2=0.20mm，n 2=2，r b2=8.5mm; h 3=0.15mm，n 2=3，r b2=7.0mm；非等构叠加阀片所受的最大压力p max=3.0MPa，对该减振器非等构叠加阀片的应力强度进行校核。
按实施例一的步骤进行计算，即：
（1）确定各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η i :
根据液压减振器非等构叠加阀片的外半径r b1=10.0mm, r b2=8.5mm, r b3=7.0mm, 确定各叠加阀片的外半径不等率η i ,即
                      η 1=0,   η 2=
Figure 488335DEST_PATH_IMAGE098
=0.3，  η 3=
Figure 2014100006807100002DEST_PATH_IMAGE101
=0.6；
（2）计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie:
根据液压减振器各非等构叠加阀片的厚度h 1=0.25mm, h 2=0.20mm，h 3=0.15mm, 及步骤（1）中的外半径不等率η 1=0，η 2=0.3，η 3=0.6，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie，即
    h 1e=0.25mm，h 2e=
Figure 769591DEST_PATH_IMAGE005
=0.19728mm，h 3e=
Figure 753203DEST_PATH_IMAGE061
Figure 636321DEST_PATH_IMAGE007
=0.13419；
（3）计算非等构叠加阀片的等效厚度h E和最大厚度比例系数
Figure 479643DEST_PATH_IMAGE010
：
根据步骤（2）中的当量厚度h ie及片数，即h 1e=0.25mm，n 1=1；h 2e=0.19728mm，n 2=2；h 3e=0.13419，n 3=3，计算非等构叠加阀片的等效厚度h E为：
Figure DEST_PATH_IMAGE102
=0.33688mm；
根据非等构叠加阀片的等效厚度h E=0.2224mm，及步骤（2）中的最大当量厚度h 1e=0.20mm，计算非等构叠加阀片的最大厚度比例系数为：
=0.7421；
（4）计算非等构叠加阀片的最大应力系数
Figure 90250DEST_PATH_IMAGE041
：
根据第1片叠加阀片的内圆半径r a=5.0mm，外圆半径r b1=10.0mm，弹性模量E=2.0
Figure 229108DEST_PATH_IMAGE066
和泊松比μ=0.3，计算非等构叠加阀片的最大应力系数
Figure 622655DEST_PATH_IMAGE041
，即：
Figure 2014100006807100002DEST_PATH_IMAGE103
=9.2563
Figure 747737DEST_PATH_IMAGE069
m2；
式中，
Figure 795328DEST_PATH_IMAGE023
=104.14mm2，=31.242mm2； 
Figure 988860DEST_PATH_IMAGE025
=
Figure 104584DEST_PATH_IMAGE071
2.5292
Figure 757413DEST_PATH_IMAGE073
，
Figure 238073DEST_PATH_IMAGE026
=9.3285
Figure 592831DEST_PATH_IMAGE069
；
＝
Figure 40089DEST_PATH_IMAGE071
8，，
Figure 567016DEST_PATH_IMAGE029
＝－3.1386
Figure DEST_PATH_IMAGE108
，
Figure 487699DEST_PATH_IMAGE030
=
Figure DEST_PATH_IMAGE110
；    
Figure 695957DEST_PATH_IMAGE031
=200，
Figure 307067DEST_PATH_IMAGE032
=，
Figure 472262DEST_PATH_IMAGE033
=0.01，=5.0
Figure 949828DEST_PATH_IMAGE082
，
=，
Figure 572887DEST_PATH_IMAGE036
＝－8.6734，
Figure 637795DEST_PATH_IMAGE037
=2.6，=；
（5）减振器非等构叠加阀片最大应力
Figure 200812DEST_PATH_IMAGE039
计算及强度校核：
根据叠加阀片所受的最大压力p max=3.0MPa，步骤（3）中的叠加阀片的等效厚度h E=0.29059mm和最大厚度比例系数
Figure 252557DEST_PATH_IMAGE096
0.7421，及步骤（4）中的最大应力系数
Figure 855577DEST_PATH_IMAGE041
=9.2563
Figure 46518DEST_PATH_IMAGE069
m2，对非等构叠加阀片的最大应力进行计算，即：
                    
Figure 172922DEST_PATH_IMAGE089
=1815.9MPa。
根据液压减振器非等构叠加阀片的内圆半径r a＝5.0mm，弹性模型E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及各非等构叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h 1=0.25mm，n 1=1，r b1=10mm；h 2=0.20mm，n 2=2，r b2=8.5mm; h 3=0.15mm，n 2=3，r b2=7.0mm，利用ANSYS建立叠加阀片仿真模型，网格划分单位为0.1mm，在施加相同均布压力p＝3.0MPa情况下，仿真所得到的叠加阀片的最大应力仿真云图，如图6所示。可知，在最大压力p max＝3.0MPa下，该液压减振器非等构叠加阀片最大复合应力的仿真值为1800MP，与利用该计算方法所得到的第1片叠加阀片的最大复合应力1815.9MPa相吻合，相对偏差仅为0.88%，表明本发明所建立的液压减振器非等构叠加阀片应力强度的计算方法是可靠的。
 根据许用应力
Figure 330365DEST_PATH_IMAGE044
=2000MPa，及计算所得到的最大应力1815.9MPa，可知：
Figure 703709DEST_PATH_IMAGE090
，该减振器非等构叠加阀片满足应力强度要求。

Claims (1)

1.液压减振器非等构叠加阀片的强度校核方法，其具体计算步骤如下：
（1）确定各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η i :
根据液压减振器非等构叠加阀片的外半径r b1, r b2,…, r bn,其中, r b1> r b2>… > r bn , 确定各叠加阀片的外半径不等率η i ,即:
                                                            
Figure 768854DEST_PATH_IMAGE001
,,…, 
Figure 442598DEST_PATH_IMAGE003
；
（2）计算减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h ie:
根据液压减振器各非等构叠加阀片的厚度h 1, h 2,…, h n ，及步骤（1）中的外半径不等率η i ，计算各非等构叠加阀片的当量厚度h ie，即:
       h 1e= h 1，h 2e=
Figure 402595DEST_PATH_IMAGE004
Figure 492911DEST_PATH_IMAGE005
，h 3e=
Figure 674493DEST_PATH_IMAGE006
Figure 942795DEST_PATH_IMAGE007
,…, h ne=
Figure 904934DEST_PATH_IMAGE008
Figure 284094DEST_PATH_IMAGE009
；
（3）计算非等构叠加阀片的等效厚度h E和最大厚度比例系数：
根据减振器非等构叠加阀片的片数n 1，n 2，…，n n，及步骤（2）中的各叠加阀片的当量厚度h 1e，h 2e，…，h ne，计算非等构叠加阀片的等效厚度h E，即 
；
    根据叠加阀片的等效厚度
Figure 940313DEST_PATH_IMAGE012
，和步骤（2）中的最大叠加阀片当量厚度
Figure 372432DEST_PATH_IMAGE013
Figure 341656DEST_PATH_IMAGE014
，，…，
Figure 809863DEST_PATH_IMAGE016
，计算非等构叠加阀片的最大厚度比例系数
Figure 530826DEST_PATH_IMAGE010
，即
Figure 603824DEST_PATH_IMAGE017
；
（4）减振器非等构叠加阀片最大应力系数
Figure 571780DEST_PATH_IMAGE018
计算：
根据第1片非等构叠加阀片的内圆半径r a，外圆半径r b1，弹性模量E和泊松比μ，计算非等构叠加阀片的最大应力系数，即：
Figure 254882DEST_PATH_IMAGE020
式中， 
Figure 219206DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 358064DEST_PATH_IMAGE022
；
Figure 738229DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 66574DEST_PATH_IMAGE024
；
Figure 51847DEST_PATH_IMAGE025
,   
Figure 423923DEST_PATH_IMAGE026
, ,     
Figure 95524DEST_PATH_IMAGE028
， 
Figure 997621DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 478280DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 849350DEST_PATH_IMAGE031
，；
Figure 463051DEST_PATH_IMAGE033
，，
Figure 704469DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 161995DEST_PATH_IMAGE036
；
（5）减振器非等构叠加阀片的最大应力
Figure 789417DEST_PATH_IMAGE037
计算及强度校核：
 根据减振器非等构叠加阀片所受的最大压力p max，步骤（3）中的等效厚度h E和最大厚度比例系数
Figure 611879DEST_PATH_IMAGE038
，及步骤（4）中的最大应力系数，对非等构叠加阀片的最大应力
Figure 953179DEST_PATH_IMAGE037
进行计算，即：
；
根据计算得到的非等构叠加阀片的最大应力
Figure 677738DEST_PATH_IMAGE037
，叠加阀片的许用应力
Figure 245117DEST_PATH_IMAGE041
，对减振器非等构叠加阀片的强度进行校核，即当
Figure 247708DEST_PATH_IMAGE042
，则减振器非等构叠加阀片满足应力强度要求，当
Figure 833410DEST_PATH_IMAGE043
，则减振器非等构叠加阀片不能满足应力强度要求。
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