CN103678945B - 一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法，属于减振器技术领域，其特征在于：根据非等构叠加阀片的厚度和片数、外半径，确定出各叠加阀片的外半径不等率系数和当量厚度，计算出非等构叠加阀片的等效厚度，根据第1片叠加阀片的结构及材料特性参数，计算出非等构叠加阀片在任意半径r处的变形系数，从而实现对汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径位置处的变形进行计算。通过实例计算与ANSYS仿真验证可知，该汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法是正确的，利用该方法可实现具有非等构叠加阀片的汽车减振器设计，提高产品的设计水平、质量和性能，满足减振器特性及阀片应力强度设计要求，降低设计及试验费用和生产成本。

Description

一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法

技术领域

本发明涉及减振器，特别是一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法。

背景技术

为了满足减振器特性及阀片应力强度，实际汽车减振器可采用多片非等构叠加阀片，即内半径相等，而外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，还可以免用最大限位间隙调整垫圈，因此，可降低减振器生产成本，具有重要的经济效益和社会效益。然而，目前，国内、外对汽车减振器非等构叠加阀片的变形计算一直没有给出简便、可靠的计算方法，大都只能利用ANSYS有限元仿真软件，通过建立实体仿真模型，对非等构叠加阀片的变形进行数值仿真，得到给定压力下的非等构叠加阀片的变形仿真数值，然而，由于有限元仿真软件不能给出解析计算式，因此，不能满足汽车减振器非等构叠加阀片的实际设计及特性仿真的要求。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，要实现汽车减振器非等构叠加阀片的现代化CAD设计及减振器特性仿真，必须提供一种可靠的非等构叠加阀片变形的计算方法，并且能对非等构叠加阀片在阀口半径位置处的变形计算，从而满足减振器及非等构叠加阀片的实际设计、生产及特性仿真的要求，提高减振器的设计水平、性能和质量，在满足减振器特性设计要求前提下，又能满足叠加阀片应力强度及减振器使用寿命的设计要求，降低设计及试验费用，降低产品成本，具有重要的经济效益和社会效益。

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、可靠的一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法，其计算流程如图1所示。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法，非等叠加阀片的力学模型如图2所示,其技术方案实施步骤如下：

(1)确定汽车减振器各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η_i：

根据汽车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,内半径r_a，确定各叠加阀片的外半径不等率η_i,即:

${\mathrm{\η}}_1=0,{\mathrm{\η}}_2=\frac{r_{b1}-r_{b2}}{r_{b1}-r_a},...,{\mathrm{\η}}_n=\frac{r_{b1}-r_{bn}}{r_{b1}-r_a};$

(2)计算汽车减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie:

根据汽车减振器各非等构叠加阀片的厚度h₁,h₂,…,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:

$h_{1e}=h_1,h_{2e}=h_{1e}{h}_2\sqrt[3]{\frac{\left(1-{\mathrm{\η}}_2^3\right)}{h_{1e}^3+{\mathrm{\η}}_2^3{h}_2^3}},h_{3e}=h_{2e}{h}_3\sqrt[3]{\frac{\left(1-{\mathrm{\η}}_3^3\right)}{h_{2e}^3+{\mathrm{\η}}_3^3{h}_3^3}},\mathrm{...},h_{ne}=h_{\left(n-1\right)e}{h}_n\sqrt[3]{\frac{\left(1-{\mathrm{\η}}_n^3\right)}{h_{\left(n-1\right)e}^3+{\mathrm{\η}}_n^3{h}_n^3}};$

(3)计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E：

根据汽车减振器非等构叠加阀片的片数n₁，n₂，…，n_n，及步骤(2)中的各叠加阀片的当量厚度h_1e，h_2e，…，h_ne，计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E，即:

$h_E=\sqrt[3]{n_1{h}_{1e}^3+n_2{h}_{2e}^3+\mathrm{...}+n_n{h}_{ne}^3};$

(4)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形系数G_r计算：

根据汽车减振器第1片非等构叠加阀片的内半径r_a，外半径r_b1，弹性模量E和泊松比μ，计算汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形系数G_r，即：

$G_r=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1\ln r+E_2{r}^2\ln r+E_3{r}^2+E_4+r^4)}{16E},r_a\≤r\≤r_{b1};$

式中，

$E_4=-(r_a^4-E_1{\mathrm{lnr}}_a+E_2{r}_a^2{\mathrm{lnr}}_a+E_3{r}_a^2),$

A₂＝2r_alnr_a+r_a，A₃＝2r_a，B₂＝2(μ+1)lnr_b1+μ+3，B₃＝2(μ+1)，

其中，当r＝r_k时，变形系数G_r即为叠加阀片在阀口半径r_k处的变形系数G_rk：

$G_{rk}=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1{\mathrm{lnr}}_k+E_2{r}_k^2{\mathrm{lnr}}_k+E_3{r}_k^2+E_4+r_k^4)}{16E},$

当r＝r_b时，变形系数G_r即为叠加阀片在外半径r_b处的变形系数G_rb：

$G_{rb}=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1{\mathrm{lnr}}_{b1}+E_2{r}_b^2{\mathrm{lnr}}_{b1}+E_3{r}_b^2+E_4+r_{b1}^4)}{16E};$

(5)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形量f_r计算：

根据汽车减振器非等构叠加阀片所受的压力p，步骤(3)中的等效厚度h_E及步骤(4)中的变形系数G_r，对汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形量f_r进行计算，即：

$f_r=G_r\frac{p}{h_E^3},r_a\≤r\≤r_{b1};$

其中，当G_r＝G_rk时，则f_r为叠加阀片在阀口半径r_k位置处的变形量f_rk；当G_r＝G_rb时，则f_r为叠加阀片在外半径r_b1位置处的最大变形量f_rb。

本发明比现有技术具有的优点：

为了满足减振器特性及阀片应力强度，实际汽车减振器经常可采用多片非等构叠加阀片，即内半径相等，而外半径不等的叠加阀片。目前，国内外对汽车减振器非等构叠加阀片的变形计算一直没有给出简便、可靠的计算方法，大都只能利用ANSYS有限元仿真软件，通过建立实体仿真模型进行数值仿真，得到近似是数值解，然而，由于有限元仿真软件不能给出计算式，因此，不能满足汽车减振器非等构叠加阀片的实际设计及特性仿真的要求。本发明对于材料特性相同、内半径相等而外半径不等的汽车减振器环形非等构叠加阀片的变形，首先，根据非等构叠加阀片的厚度和片数及外半径，确定出各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η_i和当量厚度h_ie，并计算出非等构叠加阀片的等效厚度h_E；然后，根据第1片叠加阀片的内半径r_a、外半径r_b1、弹性模量E和泊松比μ，计算出非等构叠加阀片在任意半径r处的变形系数G_r；随后，根据非等构叠加阀片的等效厚度h_E和所受均布压力p及变形系数G_r，利用公式便可实现对汽车减振器非等构叠加阀片的变形计算。该方法能够对汽车非等构叠加阀片在任意半径位置处的变形进行计算，并且可利用在阀口半径位置处的变形计算式对在阀口半径r_k位置处的变形进行计算。通过实例计算与ANSYS仿真验证可知，该一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法是正确的，为实际汽车减振器非等构叠加阀片的拆分设计、应力强度计算及减振器特性仿真建模，提供了可靠的非等构叠加阀片变形的计算方法。利用本发明可提高减振器的设计水平、性能和质量，在满足减振器特性设计要求前提下，又能满足叠加阀片应力强度及减振器使用寿命的设计要求，同时还可以降低设计和试验费用及成本，具有重要的经济效益和社会效益。

附图说明

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是一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法流程图；

图2是汽车减振器非等构叠加阀片的力学模型；

图3是实施例一的汽车减振器非等构叠加阀片的变形系数G_r；

图4是实施例一的汽车减振器非等构叠加阀片的变形曲线；

图5是实施例一的汽车减振器非等构叠加阀片变形仿真云图曲线；

图6是实施例二的汽车减振器非等构叠加阀片的变形曲线；

图7是实施例二的汽车减振器非等构叠加阀片的变形仿真云图；

图8是实施例三的汽车减振器非等构叠加阀片的变形曲线；

图9是实施例三的汽车减振器非等构叠加阀片的变形仿真云图。

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：某汽车减振器非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，阀口半径r_k＝8.0mm，弹性模量E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h₁＝0.25mm，n₁＝1，r_b1＝8.5mm；h₂＝0.20mm，n₂＝1，r_b2＝7.0mm；h₃＝0.15mm，n₃＝1，r_b3＝6.0mm，叠加阀片所受的压力p＝3.0MPa，对该汽车减振器非等构叠加阀片进行计算。

(1)确定汽车减振器各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η_i:

根据汽车减振器非等构叠加阀片的外半径r_b1＝8.5mm,r_b2＝7.0mm,r_b3＝6.0mm,内半径r_a＝5.0mm，确定各叠加阀片的外半径不等率η_i,即

${\mathrm{\η}}_1=0,{\mathrm{\η}}_2=\frac{r_{b1}-r_{b2}}{r_{b1}-r_a}=0.4286,{\mathrm{\η}}_3=\frac{r_{b1}-r_{b3}}{r_{b1}-r_a}=0.7143;$

(2)计算汽车减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie:

根据汽车减振器各非等构叠加阀片的厚度h₁＝0.25mm,h₂＝0.20mm，h₃＝0.15mm,及步骤(1)中的外半径不等率η₁＝0，η₂＝0.4286，η₃＝0.7143，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie，即

$h_{1e}=0.25mm,h_{2e}=h_{1e}{h}_2\sqrt[3]{\frac{(1-{\mathrm{\η}}_2^3)}{h_{1e}^3+{\mathrm{\η}}_2^3{h}_2^3}}=0.19206mm,h_{3e}=h_{2e}{h}_3\sqrt[3]{\frac{(1-{\mathrm{\η}}_3^3)}{h_{2e}^3+{\mathrm{\η}}_3^3{h}_3^3}}=0.12227;$

(3)计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E:

根据某汽车减振器非等构叠加阀片的当量厚度和和片数h_1e＝0.25mm，n₁＝1；h_2e＝0.19206mm，n₂＝1；h_3e＝0.12227mm，n₃＝1，计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E为：

$h_E=\sqrt[3]{n_1{h}_{1e}^3+n_2{h}_{2e}^3+n_3{h}_{3e}^3}=\sqrt[3]{{0.25}^3+{0.19206}^3+{0.12227}^3}=0.29059mm;$

(4)计算汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r的变形系数G_r：

根据第1片非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，外半径r_b1＝8.5mm，弹性模量E＝2.0×10¹¹Pa和泊松比μ＝0.3，确定在均布压力下汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r的变形系数G_r，即：

$G_r=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1\ln r+E_2{r}^2\ln r+E_3{r}^2+E_4+r^4)}{16E}$

式中，

$E_1=-\frac{A_4+E_2{A}_2+E_3{A}_3}{A_1}=-1.83134\×{10}^{-8},$

$E_4=-(r_a^4-E_1{\mathrm{lnr}}_a+E_2{r}_a^2{\mathrm{lnr}}_a+E_3{r}_a^2)=-1.127869\×{10}^{-7};$

A₂＝2r_alnr_a+r_a＝-0.048，A₃＝2r_a＝0.01， B₂＝2(μ+1)lnr_b1+μ+3＝-9.096，B₃＝2(μ+1)＝2.6，

计算得到的汽车减振器非等构叠加阀片的变形系数G_r随半径r的变化曲线，如图3所示；

其中，在阀口半径r_k处的变形系数G_rk为：

$G_{rk}=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1{\mathrm{lnr}}_k+E_2{r}_k^2{\mathrm{lnr}}_k+E_3{r}_k^2+E_4+r_k^4)}{16E}=0.92369\×{10}^{-21}{m}^6/N,$

在外半径r_b1处的变形系数G_rb为：

$G_{rb}=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1{\mathrm{lnr}}_{b1}+E_2{r}_{b1}^2{\mathrm{lnr}}_{b1}+E_3{r}_{b1}^2+E_4+r_{b1}^4)}{16E}=1.1236\×{10}^{-21}{m}^6/N;$

(5)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处变形f_r的计算：

根据叠加阀片所受的压力p＝3.0MPa，步骤(3)中的叠加阀片的等效厚度h_E＝0.29059mm，及步骤(4)中的变形系数G_r，对汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形f_r进行计算，即：

$f_r=G_r\frac{p}{h_E^3},$

计算所得到的汽车减振器非等构叠加阀片的变形f_r曲线，如图4所示；

其中，在外半径处的最大变形量为f_rb＝0.13738mm，在阀口半径r_k处的变形量f_rk＝0.11293mm。

根据汽车减振器非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，弹性模量E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h₁＝0.25mm，n₁＝1，r_b1＝8.5mm；h₂＝0.20mm，n₂＝1，r_b2＝7.0mm；h₃＝0.15mm，n₃＝1，r_b3＝6.0mm，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变形仿真云图，如图5所示。

由图5可知，在均布压力p＝3.0MPa下，该汽车减振器非等构叠加阀片最大变形的仿真值为f_rb＝0.138081mm，与利用该计算方法所得到的最大变形0.13738mm之间的偏差为0.000701mm，相对偏差为0.5％，表明本发明所建立的一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法是准确的，为汽车减振器非等构叠加阀片设计和特性仿真，提供了可靠的一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法。

实施例二：某汽车减振器非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，阀口半径r_k＝8.0mm，弹性模量E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h₁＝0.3mm，n₁＝1，r_b1＝8.5mm；h₂＝0.20mm，n₂＝1，r_b2＝7.0mm，非等构叠加阀片所受压力p＝3.0MPa。

按实施例一的步骤进行计算，即：

(1)确定汽车减振器各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η_i：

根据汽车减振器非等构叠加阀片的外半径r_b1＝8.5mm,r_b2＝7.0mm,半径r_a＝5.0mm，确定各叠加阀片的外半径不等率η_i,即

${\mathrm{\η}}_1=0,{\mathrm{\η}}_2=\frac{r_{b1}-r_{b2}}{r_{b1}-r_a}=0.4286;$

(2)计算汽车减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie:

根据汽车减振器各非等构叠加阀片的厚度h₁＝0.30mm,h₂＝0.20mm，及步骤(1)中的外半径不等率η₁＝0，η₂＝0.4286，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie，即

$h_{1e}=0.3mm,h_{2e}=h_{1e}{h}_2\sqrt[3]{\frac{(1-{\mathrm{\η}}_2^3)}{h_{1e}^3+{\mathrm{\η}}_2^3{h}_2^3}}=0.19312mm;$

(3)计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E：

根据某汽车减振器非等构叠加阀片的当量厚度和和片数h_1e＝0.30mm，n₁＝1；h_2e＝0.19312mm，n₂＝1，计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_e为：

$h_E=\sqrt[3]{n_1{h}_{1e}^3+n_2{h}_{2e}^3}=\sqrt[3]{{0.30}^3+{0.19312}^3}=0.3246mm;$

(4)计算汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r的变形系数G_r：

由于第1片非等构叠加阀片的结构、材料特性与实施例一的相同，因此，该汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r的变形系数G_r，也与实施例一的相同，即：

$G_r=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1\ln r+E_2{r}^2\ln r+E_3{r}^2+E_4+r^4)}{16E},r_a\≤r\≤r_{b1},$

非等构叠加阀片的变形系数G_r随半径r的变化曲线，如图3所示，在阀口半径r_k处的变形系数G_rk＝0.92369×10^-21m⁶/N；在外半径r_b1处的变形系数G_rb＝1.1236×10^-21m⁶/N，其中，r_a≤r≤r_b1；

(5)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处变形f_r的计算：

根据叠加阀片所受的压力p＝3.0MPa，步骤(3)中的叠加阀片等效厚度h_E＝0.3246mm，及步骤(4)中的变形系数G_r，对汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形f_r进行计算，即：

$f_r=G_r\frac{p}{h_E^3},r_a\≤r\≤r_{b1};$

计算所得到的汽车减振器非等构叠加阀片的变形f_r曲线，如图6所示；

其中，在阀口半径r_k处的变形量f_rk＝0.08102mm，在外半径r_b1处的最大变形量为f_rb＝0.098557mm。

根据汽车减振器非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，弹性模量E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h₁＝0.30mm，n₁＝1，r_b1＝8.5mm；h₂＝0.20mm，n₂＝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＝3.0MPa情况下，仿真所得到的叠加阀片变形仿真云图，如图7所示。

由图7可知，在均布压力p＝3.0MPa下，该汽车减振器非等构叠加阀片最大变形的仿真值为f_rb＝0.09908mm，与利用该计算方法所得到的最大变形0.098557mm之间的偏差为0.000523mm，相对偏差为0.53％，表明本发明所建立的一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法是准确的。

实施例三：某汽车减振器非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，阀口半径r_k＝8.0mm，弹性模量E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h₁＝0.2mm，n₁＝1，r_b1＝8.5mm；h₂＝0.15mm，n₂＝1，r_b2＝7.0mm，非等构叠加阀片所受压力p＝2.5MPa。

按实施例一的步骤进行计算，即：

(1)确定汽车减振器各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η_i：

根据汽车减振器非等构叠加阀片的外半径r_b1＝8.5mm,r_b2＝7.0mm,内半径r_a＝5.0mm，确定各叠加阀片的外半径不等率η_i,即

${\mathrm{\η}}_1=0,{\mathrm{\η}}_2=\frac{r_{b1}-r_{b2}}{r_{b1}-r_a}=0.4286;$

(2)计算汽车减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie:

根据汽车减振器各非等构叠加阀片的厚度h₁＝0.20mm,h₂＝0.15mm，及步骤(1)中的外半径不等率η₁＝0，η₂＝0.4286，分别计算各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie，即

$h_{1e}=0.2mm,h_{2e}=h_{1e}{h}_2\sqrt[3]{\frac{(1-{\mathrm{\η}}_2^3)}{h_{1e}^3+{\mathrm{\η}}_2^3{h}_2^3}}=0.14438mm;$

(3)计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E:

根据某汽车减振器非等构叠加阀片的当量厚度和片数h_1e＝0.20mm，n₁＝1；h_2e＝0.14438mm，n₂＝1，计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_e为：

$h_E=\sqrt[3]{n_1{h}_{1e}^3+n_2{h}_{2e}^3}=\sqrt[3]{{0.2}^3+{0.14438}^3}=0.2224mm;$

(4)计算汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r的变形系数G_r：

由于第1片非等构叠加阀片的结构、材料特性与实施例一的相同，因此，该汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r的变形系数G_r，也与实施例一的相同，即：

$G_r=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1\ln r+E_2{r}^2\ln r+E_3{r}^2+E_4+r^4)}{16E},r_a\≤r\≤r_{b1};$

非等构叠加阀片的变形系数G_r随半径r的变化曲线，如图3所示，在阀口半径r_k处的变形系数G_rk＝0.92369×10^-21m⁶/N，在外半径r_b1处的变形系数G_rb＝1.1236×10^-21m⁶/N，其中，r_a≤r≤r_b1；

(5)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处变形f_r的计算：

根据叠加阀片所受的压力p＝2.5MPa，步骤(3)中的叠加阀片等效厚度h_E＝0.2224mm，及步骤(4)中的变形系数G_r，对汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形f_r进行计算，即：

$f_r=G_r\frac{p}{h_E^3},$

计算所得到的汽车减振器非等构叠加阀片的变形f_r曲线，如图8所示；其中，在阀口半径r_k处的变形量f_rk＝0.20975mm，在外半径r_b1处的最大变形量为f_rb＝0.25515mm。

根据汽车减振器非等构叠加阀片的内半径r_a＝5.0mm，弹性模量E＝200GPa，泊松比μ＝0.3，及叠加阀片的厚度、片数和外半径分别为h₁＝0.20mm，n₁＝1，r_b1＝8.5mm；h₂＝0.15mm，n₂＝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＝2.5MPa情况下，仿真所得到的叠加阀片变形仿真云图，如图9所示。

由图9可知，在均布压力p＝2.5MPa下，该汽车减振器非等构叠加阀片最大变形的仿真值为f_rb＝0.255589mm，与利用该计算方法所得到的最大变形0.25515mm之间的偏差为0.000439mm，相对偏差为0.17％，表明本发明所建立的一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法是准确的。

Claims (1)

1.一种汽车减振器非等构叠加阀片变形的确定方法，其具体步骤如下：

(1)确定汽车减振器各非等构叠加阀片的外半径不等率系数η_i：

根据汽车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,内半径r_a，确定各叠加阀片的外半径不等率η_i,即:

η₁＝0,

(2)计算汽车减振器各非等构叠加阀片的当量厚度h_ie:

根据汽车减振器各非等构叠加阀片的厚度h₁,h₂,…,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:

$h_{1e}=h_1,h_{2e}=h_{1e}{h}_2\sqrt[3]{\frac{\left(1-{\mathrm{\η}}_2^3\right)}{h_{1e}^3+{\mathrm{\η}}_2^3{h}_2^3}},h_{3e}=h_{2e}{h}_3\sqrt[3]{\frac{\left(1-{\mathrm{\η}}_3^3\right)}{h_{2e}^3+{\mathrm{\η}}_3^3{h}_3^3}},...,h_{ne}=h_{\left(n-1\right)e}{h}_n\sqrt[3]{\frac{\left(1-{\mathrm{\η}}_n^3\right)}{h_{\left(n-1\right)e}^3+{\mathrm{\η}}_n^3{h}_n^3}};$

(3)计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E：

根据汽车减振器非等构叠加阀片的片数n₁，n₂，…，n_n，及步骤(2)中的各叠加阀片的当量厚度h_1e，h_2e，…，h_ne，计算汽车减振器非等构叠加阀片的等效厚度h_E，即:

$h_E=\sqrt[3]{n_1{h}_{1e}^3+n_2{h}_{2e}^3+...+n_n{h}_{ne}^3};$

(4)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形系数G_r计算：

根据汽车减振器第1片非等构叠加阀片的内半径r_a，外半径r_b1，弹性模量E和泊松比μ，计算汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形系数G_r，即：

$G_r=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1\ln r+E_2{r}^2\ln r+E_3{r}^2+E_4+r^4)}{16E},r_a\≤r\≤r_{b1};$

式中，

A₂＝2r_alnr_a+r_a，A₃＝2r_a，B₂＝2(μ+1)lnr_b1+μ+3，B₃＝2(μ+1)，

其中，当r＝r_k时，变形系数G_r即为叠加阀片在阀口半径r_k处的变形系数G_rk：

$G_{rk}=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1\ln r_k+E_2{r}_k^2\ln r_k+E_3{r}_k^2+E_4+r_k^4)}{16E},$

当r＝r_b1时，变形系数G_r即为叠加阀片在外半径r_b1处的变形系数G_rb：

$G_{rb}=\frac{3(1-{\mathrm{\μ}}^2)(E_1{\mathrm{lnr}}_{b1}+E_2{r}_{b1}^2\ln r_{b1}+E_3{r}_{b1}^2+E_4+r_{b1}^4)}{16E};$

(5)汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形量f_r计算：

根据汽车减振器非等构叠加阀片所受的压力p，步骤(3)中的等效厚度h_E及步骤(4)中的变形系数G_r，对汽车减振器非等构叠加阀片在任意半径r处的变形量f_r进行计算，即：

$f_r=G_r\frac{p}{h_E^3},r_a\≤r\≤r_{b1};$

其中，当G_r＝G_rk时，则f_r为叠加阀片在阀口半径r_k位置处的变形量f_rk；当G_r＝G_rb时，则f_r为叠加阀片在外半径r_b1位置处的最大变形量f_rb。