車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計算方法，屬于車輛鋼板彈簧懸架【技術領域】，其特征在于：根據(jù)車輛參數(shù)和懸架系統(tǒng)參數(shù)，利用懸架鋼板彈簧加載和卸載變形試驗所測得的載荷數(shù)組和變形數(shù)組，通過對試驗數(shù)據(jù)的分析和處理，對懸架鋼板彈簧的等效阻尼系數(shù)及阻尼比進行分析計算。利用本發(fā)明對車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的阻尼比進行計算，得到可靠的阻尼比，為車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的減振器匹配設計提供了可靠的技術基礎，同時，還可提高鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的設計水平，加快車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的設計速度，降低設計及試驗費用。
【專利說明】車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計算方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)，特別是車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析 計算方法。

【背景技術】
[0002] 很多非承載式車身的硬派越野車、卡車及中大型貨車上都采用鋼板彈簧懸架系 統(tǒng)，其懸架系統(tǒng)阻尼比大小對車輛的行駛平順性、安全性以及乘坐舒適性具有重要的影響。 盡管很多專家已對鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比進行了大量研究，然而對于鋼板彈簧懸架系統(tǒng) 阻尼比的計算卻一直沒有給出簡便、準確、可靠的計算方法，大都是采用有限元分析計算、 仿真的方法對鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比進行計算，然后利用反復試驗和修改的方法，最終 得到某車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的阻尼比。隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，目前車輛鋼板彈簧懸 架系統(tǒng)阻尼比的計算方法，不能滿足鋼板彈簧懸架發(fā)展及平順性、安全性的設計要求。因 此，必須建立一種簡便、準確、可靠的車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計算方法，即根 據(jù)懸架鋼板彈簧加載和卸載下的變形試驗數(shù)據(jù)，通過對試驗數(shù)據(jù)的分析和處理，得到車輛 鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的阻尼比，同時降低設計及試驗費用，并且加快車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng) 阻尼比的計算速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種簡便、 準確、可靠的車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計算方法，其設計流程如圖1所示。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明所提供的車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計 算方法，其技術方案實施步驟如下：
[0005] (1)懸架鋼板彈簧加載和卸載變形試驗：
[0006] 利用鋼板彈簧試驗機，根據(jù)在額定載荷下單輪鋼板彈簧懸架的簧上質(zhì)量m2及所承 受:的最大載荷F max = m2g，對懸架鋼板彈黃進行逐步加載和卸載試驗，同時對相應載荷的變 形量進行測試，試驗所測得的載荷數(shù)組及變形數(shù)組，分別為：
[0007] F = {卩⑴}，X = {叉⑴}，其中 i = 1，2,3，…，η ;
[0008] 其中，η為一個周期循環(huán)試驗中所采集的載荷數(shù)據(jù)或位移數(shù)據(jù)的個數(shù)；
[0009] (2)懸架鋼板彈簧剛度Κ的分析計算：
[0010] 根據(jù)步驟（1)中所得到的載荷數(shù)組F= {F(i)}及變形數(shù)組X= |x(i)}，分別對加 載試驗過程和卸載試驗過程中得到的數(shù)據(jù)進行曲線擬合分析，得到懸架鋼板彈簧的剛度， 具體步驟如下：
[0011] A步驟：根據(jù)步驟⑴中加載試驗過程所得到的載荷數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，擬合得到鋼 板彈簧加載過程的直線斜率I;
[0012] B步驟：根據(jù)步驟⑴中卸載試驗過程所得到的載荷數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，擬合得到鋼 板彈簧卸載過程的直線斜率K2 ;
[0013] C步驟：根據(jù)A步驟得到的Ki，及B步驟得到的K2，對懸架鋼板彈簧剛度K進行分 析計算，即：
[0014]

【權利要求】
1.車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比的分析計算方法，其具體設計步驟如下： (1) 懸架鋼板彈簧加載和卸載變形試驗： 利用鋼板彈簧試驗機，根據(jù)在額定載荷下單輪鋼板彈簧懸架的簧上質(zhì)量m2及所承受的 最大載荷Fmax = m2g，對懸架鋼板彈簧進行逐步加載和卸載試驗，同時對相應載荷的變形量 進行測試，試驗所測得的載荷數(shù)組及變形數(shù)組，分別為： F = {F(i)}, X = {x(i)}，其中 i = 1，2,3，…，η ; 其中，η為一個周期循環(huán)試驗中所采集的載荷數(shù)據(jù)或位移數(shù)據(jù)的個數(shù)； (2) 懸架鋼板彈簧剛度Κ的分析計算： 根據(jù)步驟（1)中所得到的載荷數(shù)組F= {F(i)}及變形數(shù)組X= |x(i)}，分別對加載試 驗過程和卸載試驗過程中得到的數(shù)據(jù)進行曲線擬合分析，得到懸架鋼板彈簧的剛度，具體 步驟如下： A步驟：根據(jù)步驟（1)中加載試驗過程所得到的載荷數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，擬合得到鋼板彈 簧加載過程的直線斜率I ; B步驟：根據(jù)步驟（1)中卸載試驗過程所得到的載荷數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)，擬合得到鋼板彈 簧卸載過程的直線斜率K2 ; C步驟：根據(jù)Α步驟得到的&及Β步驟得到的Κ2，對懸架鋼板彈簧剛度Κ進行分析計 算，即：
(3) 鋼板彈簧加載和卸載一個循環(huán)過程中所消耗功W的計算： 根據(jù)步驟（1)中試驗所得到的載荷數(shù)組F= {F(i)}和變形數(shù)組X= |x(i)}，其中i = 1，2,3,…，n，對鋼板彈簧加載和卸載一個周期循環(huán)試驗中所消耗的功W進行計算，即： (4) 鋼板彈簧等效阻尼系數(shù)Cd的計算： 根據(jù)車輛參數(shù)，步驟（2)中得到的K，及步驟（3)中分析計算得到的W，對鋼板彈簧的等 效阻尼系數(shù)Cd進行計算，具體步驟如下： I步驟：根據(jù)車輛單輪懸架的簧上質(zhì)量m2，及步驟（2)中得到的K，確定鋼板彈簧懸架系 統(tǒng)的固有頻率f〇,即：
II步驟：根據(jù)車輛懸架鋼板彈簧正常工作狀態(tài)下的最大動撓度fd，確定鋼板彈簧的振 動位移幅值A，即： A = fd ; III步驟：根據(jù)II步驟中的振動位移幅值A，及I步驟中所確定的鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的 固有頻率f〇,確定鋼板彈簧的最大振動速度V，即： V = 2 π f〇A ； IV步驟：根據(jù)III步驟中所確定的V，I步驟中確定的鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的固有頻率&， 及步驟（3)中計算得到的W，確定鋼板彈簧的等效阻尼系數(shù)(^，即：
(5)車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)阻尼比ξ ^的計算： 根據(jù)車輛單輪懸架的簧上質(zhì)量m2，步驟（2)中得到的Κ，及步驟（4)中所確定的鋼板彈 簧的等效阻尼系數(shù)Cd，對車輛鋼板彈簧懸架系統(tǒng)的阻尼比進行計算，即：
【文檔編號】G06F17/50GK104156550SQ201410446586
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】于曰偉, 周長城, 宋群, 潘禮軍, 張云山 申請人:山東理工大學