CN105975661B - 端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法 - Google Patents
端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105975661B CN105975661B CN201610272797.XA CN201610272797A CN105975661B CN 105975661 B CN105975661 B CN 105975661B CN 201610272797 A CN201610272797 A CN 201610272797A CN 105975661 B CN105975661 B CN 105975661B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spring
- main
- auxiliary
- leaf
- main spring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Springs (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
本发明涉及端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法,属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的各片主簧和副簧的结构参数及弹性模量,对主副簧的复合刚度进行验算。通过实例及仿真验证可知,该发明所提供的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法是正确的,利用该方法可得到准确可靠的主副簧的复合刚度验算值,可提高端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性;同时,还可降低设计及试验费用,加快产品开发速度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆悬架钢板弹簧,特别是端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法。
背景技术
为了满足车辆悬架在不同载荷下的变刚度设计要求,通常将少片变截面钢板弹簧设计为主副簧,其中,主簧在与副簧相接触点处设计有一定的间隙,确保当载荷大于副簧起作用载荷后,主副簧接触而一起共同工作。由于少片变截面主簧的第1片其受力复杂,不仅承受垂向载荷,同时还承受扭转载荷和纵向载荷,因此,实际所设计的第1片钢板弹簧的端部平直段的厚度和长度大于他各片主簧的厚度和长度,即大都采用端部非等构的少片变截面钢板弹簧;同时,为了加强少片抛物线型变截面主副簧的应力强度,通常在根部平直段与抛物线段之间增设一斜线段,即采用根部加强型的少片变截面主副簧。另外,由于为了满足主副簧不同复合刚度的设计要求,通常采用不同长度的副簧,即主簧与副簧的接触位置也不同,因此,主副簧可分为端部接触式和非端部接触式,其中,在相同副簧根部平直段厚度和片数情况下,端部接触式主副簧的复合刚度大于非端部接触式的复合刚度。主副簧的复合刚度对车辆行驶平顺性具有重要影响,然后,由于根部加强型少片变截面钢板弹簧在任意位置处的变形计算非常复杂,因此,先前一直未能给出端部接触式少片根部加强型主副簧的复合刚度验算方法。目前,尽管有人曾对根部加强型少片变截面主簧的变形,采用ANSYS建模仿真法,但是该方法只能对给出实际设计结构的少片变截面钢板弹簧的变形及复合刚度进行仿真验证,不能提供精确的解析设计式,以满足解析设计的要求,更不能满足车辆快速发展及对悬架钢板弹簧现代化CAD设计软件开发的要求。
因此,必须建立一种精确、可靠的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法,满足车辆行业快速发展及对少片变截面主副钢板弹簧精确设计的要求,提高变截面钢板弹簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性;同时,降低设计及试验费用,加快产品开发速度。
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、可靠的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法,其验算流程,如图1所示。端部接触式少片根部加强型变截面主副簧为对称结构,可将一半对称结合主副簧看作悬臂梁,即将对称中心线看作一半弹簧的固定根部,将主簧端部受力点和副簧触点受力点分别看作一半主簧和副簧的端点,其一半对称结构示意图,如图2所示,包括:主簧1,根部垫片2,副簧3,端部垫片4,主簧1和副簧3的各片是由根部平直段、斜线段、抛物线段、端部平直段四段构成,其中,斜线段对钢板弹簧根部起加强作用,主簧和副簧的宽度为b,安装间距的一半l3,主簧和副簧的斜线段的长度为Δl,弹性模量为E。主簧1的各片根部平直段之间、副簧3的各片根部平直段之间、及主簧1与副簧3之间均设置有根部垫片2;主簧1的各片端部平直段之间设置有端部垫片4,端部垫片的材料为碳纤维复合材料,以防止工作时产生摩擦噪声。各片主簧的根部平直段的厚度为h2M,宽度为b,一半长度为LM,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离为l2M,主簧斜线段的端部到主簧端点的距离为l2Mp;各片主簧的斜线段的端部厚度为h2Mp,主簧斜线段的厚度比γM=h2Mp/h2M;各片主簧的端部平直段非等构,即第1片主簧的端部平直段的厚度和长度,大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和长度;各片主簧的端部平直段的厚度和长度分别为h1i和l1i,各片主簧的抛物线段的厚度比为βi=h1i/h2Mp,i=1,2,…,m,m为主簧片数。各片副簧的根部平直段的厚度为h2A,副簧的一半长度为LA,副簧斜线段的根部到副簧端点的距离为l2A,副簧斜线段的端部到副簧端点的距离为l2Ap;各片副簧的斜线段的端部厚度为h2Ap,各片副簧斜线段的厚度比γA=h2Ap/h2A;各片副簧的端部平直段的厚度和长度分别为hA1j和lA1j,各片副簧的抛物线段的厚度比为βAj=hA1j/h2Ap,j=1,2,…,n,n为副簧片数。副簧长度的一半长度LA小于主簧的一半长度LM,副簧触点与主簧端点的水平距离为l0=LM-LA;副簧触点与主簧端部平直段之间的主副簧间隙为δ,当载荷大于副簧起作用载荷时,副簧触点与第m片主簧的端部平直段内某点相接触;当主副簧接触之后,各片主副簧的端点力不相等,且第m片主簧除了受端点力之外,还受副簧触点支撑力的作用。在各片主簧和副簧的各片结构参数及弹性模量给定情况下,对端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度进行验算。
为解决上述技术问题,本发明所提供的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法,其特征在于采用以下验算步骤:
(1)主簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ei计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,主簧斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第i片主簧的抛物线段的厚度比βi,i=1,2,…,m,对主簧端点受力情况下的各片主簧的端点变形系数Gx-Ei进行计算,即
(2)主簧端点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,各片主簧的斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第m片主簧的抛物线段的厚度比βm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0,对主簧端点受力情况下的第m片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE进行计算,即
(3)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ezm计算:根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,主簧斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第m片主簧的抛物线段的厚度比βm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0,对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧的端点变形系数Gx-Ezm进行计算,即
(4)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,主簧斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第m片主簧的抛物线段的厚度比βm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0,对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz进行计算,即
(5)副簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面副簧的端点变形系数Gx-EAj及n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT计算:
根据少片根部加强型变截面副簧的一半长度LA,宽度b,弹性模量E,副簧的斜线段长度Δl,副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2Ap,副簧斜线段的根部到副簧端点的距离l2A,副簧的斜线段的厚度比γA,副簧片数n,其中,第j片副簧的抛物线段的厚度比βAj,j=1,2,…,n,对副簧端点受力情况下的各片副簧的端点变形系数Gx-EAj进行计算,即
根据各片副簧的端点变形系数Gx-EAj,对n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT进行计算,即
(6)端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT验算:
根据主簧片数m,各片主簧的根部平直段的厚度h2M,各片副簧的根部平直段的厚度h2A,步骤(1)中计算得到的Gx-Ei,步骤(2)中计算得到的Gx-DE,步骤(3)中计算得到的Gx-Ezm,步骤(4)中计算得到的Gx-DEz,及步骤(5)中计算得到的Gx-EAT,对端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT进行计算,即
本发明比现有技术具有的优点
由于端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的各片主簧的端部平直段非等构,且副簧的长度小于主簧的长度,同时,当主副簧接触之后,第m片主簧除了受端点力之外,还在端部平直段受副簧触点支撑力的作用,因此,各片主簧和副簧的端点力、变形及刚度计算非常复杂,先前一直未能给出端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法。本发明可根据端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的各片主簧和各片副簧的结构参数、弹性模量,对端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度进行验算。通过实例及ANSYS仿真验证可知,该发明所提供的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法是正确的,利用该方法可得到准确可靠的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度验算值,可提高端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性;同时,还可降低设计及试验费用,加快产品开发速度。
附图说明
为了更好地理解本发明,下面结合附图做进一步的说明。
图1是端部接触式少片根部加强型主副簧复合刚度的验算流程图;
图2是端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的一半对称结构示意图;
图3是实施例一端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的ANSYS变形仿真云图;
图4是实施例二端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的ANSYS变形仿真云图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一:某端部接触式少片根部加强型主副簧的,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,安装间距的一半l3=55mm,斜线段的长度Δl=30mm;其中,主簧片数m=2,各片主簧的一半长度LM=575mm,主簧主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=LM-l3=520mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=LM-l3-Δl=490mm;主簧的根部平直段的厚度h2M=11mm,主簧斜线段的端部厚度h2Mp=10.23mm,主簧的斜线段的厚度比γM=h2Mp/h2M=0.93;第1片主簧的端部平直段的厚度h11=7mm,第1片主簧的抛物线段的厚度比β1=h11/h2Mp=0.69;第2片主簧的端部平直段的厚度h12=6mm,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=h12/h2Mp=0.59。副簧片数n=1,该片副簧的一半长度LA=525mm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=LM-LA=50mm,副簧抛物线段的根部到弹簧端点的距离l2Ap=LA-l3-Δl=440mm,副簧斜线段的根部到副簧端点的距离l2A=LA-l3=470mm,副簧根部平直段的厚度h2A=14mm,副簧斜线段的端部厚度h2Ap=13mm,副簧斜线段的厚度比γA=h2Ap/h2A=0.93;该片副簧的端部平直段的厚度hA11=8mm,副簧抛物线的厚度比βA1=hA11/h2Ap=0.62。根据该主副簧的各片主簧和副簧的结构参数及弹性模量,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度进行验算。
本发明实例所提供的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法,其验算流程如图1所示,具体验算步骤如下:
(1)主簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ei计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=575mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=520mm,主簧的斜线段的厚度比γM=0.93,主簧片数m=2,其中,第1片主簧的抛物线段的厚度比β1=0.69,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.59,对主簧端点受力情况下的第1片主簧和第2片主簧的端点处的变形系数Gx-E1和Gx-E2分别进行计算,即
(2)主簧端点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=575mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=490mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=520mm,主簧斜线段的厚度比γM=0.93,主簧片数m=2,其中,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.59,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=50mm,对主簧端点受力情况下的第2片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE进行计算,即
(3)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ez2计算:根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=575mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=490mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=520mm,主簧斜线段的厚度比γM=0.93,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=50mm,主簧片数m=2,其中,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.59,对主副簧接触点受力情况下的第2片主簧的端点变形系数Gx-Ez2进行计算,即
=94.37mm4/N;
(4)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=575mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段的长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=490mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=520mm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=50mm,主簧斜线段的厚度比γM=0.93,主簧片数m=2,其中,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.59,对主副簧接触点受力情况下的第2片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz进行计算,即
(5)副簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面副簧的端点变形系数Gx-EAj及n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT计算:
根据少片根部加强型变截面副簧的一半长度LA=525mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,副簧斜线段的长度Δl=30mm,副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2Ap=440mm,副簧斜线段的根部到副簧端点的距离l2A=470mm,副簧的斜线段的厚度比γA=0.93,副簧片数n=1,其中,副簧的抛物线段的厚度比βA1=0.62,对副簧端点受力情况下的该片副簧的端点变形系数Gx-EA1进行计算,即
根据副簧片数n=1,对n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT进行计算,即
(6)端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT验算:
根据主簧片数m=2,各片主簧的根部平直段的厚度h2M=11mm,该片副簧的根部平直段的厚度h2A=14mm,步骤(1)中计算得到的Gx-E1=107.53mm4/N和Gx-E2=113.42mm4/N,步骤(2)中计算得到的Gx-DE=94.37mm4/N,步骤(3)中计算得到的Gx-Ez2=94.37mm4/N,步骤(4)中计算得到的Gx-DEz=79.78mm4/N,及步骤(5)中计算得到的Gx-EAT=83.22mm4/N,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT进行验算,即
主副簧共同起作用之后,在一半对称结构主副簧端点施加单端点载荷P=1780N情况下,利用复合刚度验算值KMAT=92.48N/mm,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的最大变形进行验算,即
利用ANSYS有限元仿真软件,根据该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的各片主簧和副簧的结构参数及材料特性参数,建立一半对称结构主副簧的ANSYS仿真模型,划分网格,并在仿真模型的根部施加固定约束,在主副端点处施加集中载荷P=1780N,对该少片根部加强型变截面主副簧的变形进行ANSYS仿真,所得到的主副簧的ANSYS变形仿真云图,如图3所示,其中,主副簧在端点位置处的最大变形量fDSmax=38.25mm。
可知,在相同载荷情况下,该主副簧的最大变形的ANSYS仿真验证值fDSmax=38.25mm,与刚度验算值下的最大变形fDmax=38.49mm的相对偏差仅为0.63%,结果表明该发明所提供的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法是正确的,验算所得到的主副簧的复合刚度验算值是准确、可靠的。
实施例二:某端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,安装间距的一半l3=60mm,斜线段的长度Δl=30mm;其中,主簧片数m=2,主簧的一半长度LM=600mm,抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=LM-l3-Δl=510mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=LM-l3=540mm;各片主簧的根部平直段厚度h2M=12mm,斜线段的端部厚度h2Mp=11mm,主簧斜线段的厚度比γM=h2Mp/h2M=0.92;第1片主簧的端部平直段的厚度h11=7mm,第1片主簧的抛物线段的厚度比β1=h11/h2Mp=0.64;第2片主簧的端部平直段的厚度h12=6mm,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=h12/h2Mp=0.55。副簧片数n=1,该片副簧的一半长度LA=540mm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=LM-LA=60mm,副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2Ap=LA-l3-Δl=450mm,副簧斜线段的根部到弹簧端点的距离l2A=LA-l3=480mm。副簧的根部平直段的厚度h2A=13mm,斜线段的端部厚度h2Ap=12mm,副簧斜线段的厚度比γA=h2Ap/h2A=0.92;副簧的端部平直段的厚度hA11=8mm,该片副簧的抛物线的厚度比βA1=hA11/h2Ap=0.67。根据各片主簧和副簧的结构参数及弹性模量,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度进行验算。
采用与实施例一相同的验算方法和步骤,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度进行验算,具体步骤如下:
(1)主簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ei计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=600mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=510mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=540mm,主簧的斜线段的厚度比γM=0.92,主簧片数m=2,其中,第1片主簧的抛物线段的厚度比β1=0.64,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.55,对主簧端点受力情况下的第1片主簧和第2片主簧的端点变形系数Gx-E1和Gx-E2分别进行计算,即
(2)主簧端点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=600mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段的长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=510mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=540mm,主簧的斜线段的厚度比γM=0.92,主簧片数m=2,其中,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.55,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=60mm,对主簧端点受力情况下的第2片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE进行计算,即
(3)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ezm计算:根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=600mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段长度Δl=30mm,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp=510mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=540mm,主簧斜线段的厚度比γM=0.92,主簧片数m=2,其中,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.55,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=60mm,对主副簧接触点受力情况下的第2片主簧的端点变形系数Gx-Ez2进行计算,即
(4)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM=600mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,主簧斜线段长度Δl=30mm,主簧抛物线根部到主簧端点的距离l2Mp=510mm,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M=540mm,主簧的斜线段的厚度比γM=0.92,主簧片数m=2,其中,第2片主簧的抛物线段的厚度比β2=0.55,副簧触点与主簧端点的水平距离l0=60mm,对主副簧接触点受力情况下的第2片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz进行计算,即
(5)副簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面副簧的端点变形系数Gx-EAj及n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT计算:
根据少片根部加强型变截面副簧的一半长度LA=540mm,宽度b=60mm,弹性模量E=200GPa,副簧斜线段的长度Δl=30mm,副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2Ap=450mm,副簧斜线段的根部到弹簧端点的距离l2A=480mm,副簧片数n=1,该片副簧的斜线段的厚度比γA=0.92,第1片副簧的抛物线段的厚度比βA1=0.67,对端点受力情况下的该片副簧的端点变形系数Gx-EA1进行计算,即
根据副簧片数n=1,对n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT进行计算,即
(6)端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT验算:
根据根部加强型变截面主簧片数m=2,各片主簧的根部平直段的厚度h2M=12mm,副簧片数n=1,该片副簧的根部平直段的厚度h2A=13mm,步骤(1)中计算得到的Gx-E1=128.94mm4/N和Gx-E2=134.42mm4/N,步骤(2)中计算得到的Gx-DE=107.63mm4/N,步骤(3)中计算得到的Gx-Ez2=107.63mm4/N,步骤(4)中计算得到的Gx-DEz=88.38mm4/N,及步骤(5)中计算得到的Gx-EAT=88.72mm4/N,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT进行验算,即
主副簧共同起作用之后,在一半对称结构主副簧的端点施加载荷P=1640N情况下,利用复合刚度计算值KMAT=83.30N/mm,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的最大变形进行验算,即
利用ANSYS有限元仿真软件,根据该少片根部加强型变截面钢板弹簧的主副簧结构参数和材料特性参数,建立一半对称结构主副簧的ANSYS仿真模型,划分网格,并在仿真模型的根部施加固定约束,在一半对称结构主副簧的端点施加集中载荷P=1640N,对该少片根部加强型变截面钢板弹簧的主副簧变形进行ANSYS仿真,所得到的主副簧的ANSYS变形仿真云图,如图4所示;其中,主副簧在端点位置处的最大变形量fDSmax=39.23mm。
可知,在相同载荷情况下,该主副簧最大变形的ANSYS仿真验证值fDSmax=39.23mm,与刚度计算值下的最大变形fDmax=39.38mm的相对偏差分别为0.38%;结果表明该发明所提供的端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法是正确的,验算所得到的复合刚度的验算值是准确、可靠的。
Claims (1)
1.端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法,其中,少片根部加强型变截面主副钢板弹簧的一半对称结构由根部平直段、斜线段、抛物线段及端部平直段四段构成的,其中,主簧和副簧的斜线段对弹簧的根部起加强作用;各片主簧的端部平直段非同构,即第1片主簧的端部平直段的厚度和长度,大于其他各片主簧的厚度和长度;副簧长度小于主簧长度,当载荷大于副簧起作用载荷时,副簧触点与主簧端部平直段内某点相接触,主副簧一起工作以满足复合刚度设计要求;在各片主簧和副簧的结构参数及弹性模量给定情况下,对主副簧端部接触之后,对端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度进行验算,具体验算步骤如下:
(1)主簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ei计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,主簧斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第i片主簧的抛物线段的厚度比βi,i=1,2,…,m,对主簧端点受力情况下的各片主簧的端点变形系数Gx-Ei进行计算,即
(2)主簧端点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,各片主簧的斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第m片主簧的抛物线段的厚度比βm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0,对主簧端点受力情况下的第m片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DE进行计算,即
(3)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Ezm计算:根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,主簧斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第m片主簧的抛物线段的厚度比βm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0,对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧的端点变形系数Gx-Ezm进行计算,即
(4)主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz计算:
根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度LM,宽度b,弹性模量E,主簧斜线段长度Δl,主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2Mp,主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l2M,主簧斜线段的厚度比γM,主簧片数m,其中,第m片主簧的抛物线段的厚度比βm,副簧触点与主簧端点的水平距离l0,对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-DEz进行计算,即
(5)副簧端点受力情况下的各片根部加强型变截面副簧的端点变形系数Gx-EAj及n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT计算:
根据少片根部加强型变截面副簧的一半长度LA,宽度b,弹性模量E,副簧的斜线段长度Δl,副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2Ap,副簧斜线段的根部到副簧端点的距离l2A,副簧的斜线段的厚度比γA,副簧片数n,其中,第j片副簧的抛物线段的厚度比βAj,j=1,2,…,n,对副簧端点受力情况下的各片副簧的端点变形系数Gx-EAj进行计算,即
根据各片副簧的端点变形系数Gx-EAj,对n片叠加副簧的总端点变形系数Gx-EAT进行计算,即
(6)端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT验算:
根据主簧片数m,各片主簧的根部平直段的厚度h2M,各片副簧的根部平直段的厚度h2A,步骤(1)中计算得到的Gx-Ei,步骤(2)中计算得到的Gx-DE,步骤(3)中计算得到的Gx-Ezm,步骤(4)中计算得到的Gx-DEz,及步骤(5)中计算得到的Gx-EAT,对端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的复合刚度KMAT进行计算,即
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610272797.XA CN105975661B (zh) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | 端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610272797.XA CN105975661B (zh) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | 端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105975661A CN105975661A (zh) | 2016-09-28 |
CN105975661B true CN105975661B (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=56993363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610272797.XA Expired - Fee Related CN105975661B (zh) | 2016-04-27 | 2016-04-27 | 端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105975661B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106295086A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-01-04 | 山东理工大学 | 端部接触式少片抛物线型主副簧限位挠度的设计方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103958232B (zh) * | 2011-12-01 | 2016-09-28 | 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 | 用于执行用于识别车辆的悬架系统中的承载力损失的可信性检查的方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2747410Y (zh) * | 2004-05-25 | 2005-12-21 | 河源市力王实业有限公司 | 一种汽车悬挂装置的少片变截面钢板弹簧 |
CN2816479Y (zh) * | 2005-06-29 | 2006-09-13 | 青岛帅潮实业有限公司 | 多弧段少片变截面弹簧钢板 |
CN102817951B (zh) * | 2012-07-17 | 2014-06-11 | 山东理工大学 | 汽车钢板弹簧厚度的拆分设计方法 |
CN103774772B (zh) * | 2014-01-29 | 2016-01-20 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 一种控制基础隔震结构扭转的方法 |
CN104565192B (zh) * | 2015-01-12 | 2016-01-13 | 华北水利水电大学 | 打麸机双调谐质量阻尼器、复合减隔振装置及实现方法 |
-
2016
- 2016-04-27 CN CN201610272797.XA patent/CN105975661B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103958232B (zh) * | 2011-12-01 | 2016-09-28 | 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 | 用于执行用于识别车辆的悬架系统中的承载力损失的可信性检查的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105975661A (zh) | 2016-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105550487B (zh) | 少片斜线型变截面主簧在斜线段与副簧间隙的设计方法 | |
CN106246778B (zh) | 端部非等构少片两端加强型板簧限位挠度的设计方法 | |
CN105673753B (zh) | 端部和根部加强型少片变截面钢板弹簧的设计方法 | |
CN105740591A (zh) | 端部接触式少片斜线型主副簧各片强度的校核方法 | |
CN110102603B (zh) | 铝合金纵梁零件变形的冷校形方法 | |
CN105697625A (zh) | 端部非等构的少片抛物线型等应力钢板弹簧的设计方法 | |
CN106286660A (zh) | 端部非等构的少片根部加强型钢板弹簧弧高的设计方法 | |
CN105808863B (zh) | 端部接触式少片变截面主副簧的副簧起作用载荷验算方法 | |
CN105975661B (zh) | 端部接触式少片根部加强型变截面主副簧复合刚度的验算方法 | |
CN105808888A (zh) | 端部接触式少片抛物线型变截面副簧根部厚度的设计方法 | |
CN105930563B (zh) | 端部接触式少片抛物线型主副簧各片应力的计算方法 | |
CN105975663A (zh) | 端部接触式少片斜线型主副簧各片应力的计算方法 | |
CN105718706A (zh) | 端部接触式少片根部加强型副簧根部厚度的设计方法 | |
CN105956311B (zh) | 非端部接触式少片端部加强型副簧根部厚度的设计方法 | |
CN105825008B (zh) | 非端部接触式少片变截面主副簧的副簧起作用载荷验算方法 | |
CN106295087B (zh) | 端部非等构少片根部加强型板簧限位挠度的设计方法 | |
CN105975656B (zh) | 非端部接触式少片根部加强型主副簧端点力的确定方法 | |
CN105787189B (zh) | 根部加强型少片主簧在抛物线段与副簧间隙的设计方法 | |
CN105975686B (zh) | 端部接触式少片端部加强型主副簧端点力的确定方法 | |
CN105843989B (zh) | 非端部接触双加强型少片主副簧的副簧起作用载荷验算方法 | |
CN105912787A (zh) | 端部接触式少片抛物线型变截面主副簧端点力的计算方法 | |
CN105697627A (zh) | 非端部接触式少片抛物线型主副簧的副簧刚度设计方法 | |
CN105912785A (zh) | 非端部接触式少片斜线型主副簧各片应力的计算方法 | |
CN105678035A (zh) | 非端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷验算方法 | |
CN105956308B (zh) | 非端部接触式少片端部加强型主副簧复合刚度的验算方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191231 Termination date: 20210427 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |