端部接觸式少片斜線型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及端部接觸式少片斜線型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)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)端部接觸式少片斜線型變截面主副簧的各片主簧和副簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量，對(duì)端部接觸式少片斜線型變截面主副簧的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算。通過實(shí)例及仿真驗(yàn)證可知，該發(fā)明所提供的端部接觸式少片斜線型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法是正確的，可得到準(zhǔn)確可靠的主副簧復(fù)合剛度驗(yàn)算值，為端部接觸式少片斜線型變截面主副簧的復(fù)合剛度驗(yàn)算提供了可靠的驗(yàn)算方法，利用該方法提高端部接觸式少片斜線型變截面主副簧的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能，確保主副簧復(fù)合剛度滿足懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，提高車輛行駛平順性；同時(shí)，還可降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
【專利說明】
端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)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，特別是端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合 剛度的驗(yàn)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于少片變截面鋼板彈黃，為了滿足變剛度的要求，通常將其設(shè)計(jì)為主副黃，并通 過主副黃間隙，確保在大于一定載荷之后，主副黃接觸而一起共同工作，滿足車輛懸架在不 同載荷情況下對(duì)鋼板彈黃剛度的設(shè)計(jì)要求。由于少片變截面主黃的第1片其受力復(fù)雜，不僅 承受垂向載荷，同時(shí)還承受扭轉(zhuǎn)載荷和縱向載荷，因此，實(shí)際所設(shè)計(jì)的第1片主黃的端部平 直段的厚度，通常比其他各片主黃的要偏厚一些，即在實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，大都采用端部非 等構(gòu)的少片變截面鋼板彈黃。目前少片變截面鋼板彈黃主要有兩種類型，一種是拋物線型， 另外一種是斜線型，其中，拋物線型的應(yīng)力為等應(yīng)力，其應(yīng)力載荷比斜線型的更加合理。然 而，由于拋物線型變截面鋼板彈黃的加工工藝復(fù)雜，需要的加工設(shè)備昂貴，而斜線型變截面 鋼板的加工工藝簡單，只需要簡單的設(shè)備便可加工，因此，在滿足剛度和強(qiáng)度的條件下，可 采用斜線型的變截面鋼板彈黃。對(duì)于少片斜線型變截面主副黃，為了滿足不同復(fù)合剛度的 設(shè)計(jì)要求，通常采用不同的副黃長度，即副黃與主黃的接觸位置也不相同，因此，根據(jù)副黃 與主黃的接觸位置可分為端部平直段接觸和在斜線段接觸的主副黃，即端部接觸式和非端 部接觸式，其中，在相同副黃根部厚度情況下，端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合 剛度，比非端部接觸式的要大。復(fù)合剛度的大小對(duì)車輛行駛平順性具有重要影響，因此，必 須對(duì)所設(shè)計(jì)的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算，W確保滿足車輛 懸架剛度的設(shè)計(jì)要求。據(jù)所查閱資料可知，對(duì)于端部接觸式少片斜線型變截面主副黃，目前 都還給出可靠的復(fù)合剛度驗(yàn)算方法，主要原因是受端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的 各片主黃和副黃的端點(diǎn)力的分析計(jì)算的制約。因?yàn)槎瞬拷佑|式少片斜線型變截面主副黃的 主黃端部平直段非等構(gòu)，且當(dāng)載荷大于副黃起作用載荷主副黃接觸之后，主黃和副黃的變 形和內(nèi)力均存有禪合，因此，各片主黃和副黃的端點(diǎn)力及變形的分析計(jì)算非常復(fù)雜，目前國 內(nèi)外一直未給出精確的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的解析驗(yàn)算方法。因 此，必須建立一種精確、可靠的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法， 滿足車輛行業(yè)快速發(fā)展及對(duì)懸架鋼板彈黃精確設(shè)計(jì)的要求，提高少片變截面鋼板彈黃的設(shè) 計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能，確保主副黃的復(fù)合剛度滿足車輛懸架設(shè)計(jì)要求，提高車輛行駛平 順性;同時(shí)，降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)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、 可靠的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法。端部接觸式少片斜線型 變截面主副黃的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)包括主黃，根部墊片，副黃，端部墊片;主黃和副黃的各片斜 線型變截面鋼板彈黃是由根部平直段、斜線段、端部平直段=段構(gòu)成;主黃的各片根部平直 段之間、副黃的各片根部平直段之間、及主黃與副黃的根部平直段之間，設(shè)置有根部墊片； 主黃的各片端部平直段之間設(shè)置有端部墊片，端部墊片的材料為碳纖維復(fù)合材料，W防止 工作時(shí)產(chǎn)生摩擦噪聲。其中，主黃的片數(shù)為m，各片主黃的根部厚度為h2M，寬度為b，彈性模量 為E，一半長度為Lm,安裝間距的一半13,主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離為12M;各片主 黃的端部平直段為非等構(gòu)的，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為hii，各片主黃的斜線段的厚度 比為0i = hii/h2M，各片主黃的端部平直段的長度hi，i = l，2,…，m。各片副黃的根部平直段 的厚度為h2A，寬度為b，彈性模量為E，一半長度為La,安裝間距的一半13,各片副黃的端部平 直段的厚度和長度分別為hAl^lAU，斜線段的厚度比為0如=114。/1124〇 = 1，2^''，11，11為副 黃片數(shù)。副黃長度小于主黃長度，副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離為1〇;副黃觸點(diǎn)與主黃端 部平直段之間距設(shè)置有一定的主副黃間隙8,當(dāng)載荷大于副黃起作用載荷時(shí)，副黃觸點(diǎn)與主 黃端部平直段內(nèi)某點(diǎn)相接觸，W滿足車輛懸架對(duì)主副黃復(fù)合剛度的要求。在各片主黃的結(jié) 構(gòu)參數(shù)、各片副黃的結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量給定情況下，對(duì)端部接觸式少片斜線型主副黃的 復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合 剛度的驗(yàn)算方法，其特征在于采用W下驗(yàn)算步驟：
[0005] (1)端點(diǎn)受力情況下的各片斜線型變截面主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Di計(jì)算：
[0006] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13， 主黃片數(shù)m，主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M = LM-l3,第i片主黃的斜線段的厚度比 01，其中，i = l，2,…，m，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的各片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Di進(jìn)行計(jì)算，即
[0007]
[0008] 而巧交刀情/兒h護(hù)」弟111巧王黃仕兩部干且段與削黃巧艦巧化護(hù)」雙化《甄Ijx-CD 計(jì)算：
[0009] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13， 斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=LM-l3,第m片主黃的斜線段的厚度比拉，畐騰觸點(diǎn)與主 黃端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第m片主黃在端部平直段與副黃接觸點(diǎn)處的變 形系數(shù)Gx-ED進(jìn)行計(jì)算，即
[0010]
[0011] (3)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dzm計(jì)算：
[0012] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13， 斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=LM-l3,第m片主黃的斜線段的厚度比拉，畐騰觸點(diǎn)與主 黃端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dzm進(jìn)行 計(jì)算，即
[0013]
[0014] (4)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主黃在端部平直段與副黃接觸點(diǎn)處的變形 系數(shù)枯-GDz計(jì)算：
[0015] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度Lm,寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13， 主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M = LM-l3,第m片主黃的斜線段的厚度比Pm,副黃觸點(diǎn) 與主黃端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主黃在端部平直段與副黃 接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-GDz進(jìn)行計(jì)算，即
[0016；
[0017：
[001引（5)n片疊加副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT計(jì)算：
[0019]根據(jù)少片斜線型變截面畐騰的一半長度La,寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13， 副黃片數(shù)n，副黃斜線段的根部到副黃端點(diǎn)的距離bA = LA-l3,第j片副黃的斜線段的厚度比 Paj，其中，j = l，2,…，n，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的n片疊加副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT進(jìn)行計(jì) 算，即
[0020]
[0021 ]式中，Gx-DA功第j片副黃的端點(diǎn)變形系數(shù)，即：
[0022]
[0023] 當(dāng)副黃片數(shù)n = l時(shí)，則n片疊加副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT,等于該片副黃的端點(diǎn) 變形系數(shù)Gx-DAl,即
[0024] Gx-DAT = Gx-DAl ；
[0025] (6)端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度驗(yàn)算：
[00%]根據(jù)主黃片數(shù)m，各片主黃的根部平直段的厚度h2M，各片副黃的根部平直段的厚度 h2A，步驟(1)中計(jì)算得到的Gx-Di,步驟(2)中計(jì)算得到的Gx-CD,步驟(3)中計(jì)算得到的Gx-Dzm,步 驟(4)中計(jì)算得到的Gx-CDz,及步驟(5)中計(jì)算得到的Gx-DAT,對(duì)端部接觸式少片斜線型變截面 主副黃的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行驗(yàn)算，即
[0027]
[0028] 本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)
[0029] 因?yàn)槎瞬拷佑|式少片斜線型變截面主副黃的主黃端部平直段非等構(gòu)，且副黃長度 小于主黃長度，當(dāng)載荷大于副黃起作用載荷后，副黃觸點(diǎn)與主黃斜線段內(nèi)某地相接觸，主黃 和副黃的變形和內(nèi)力均存有禪合，各片主黃和副黃的端點(diǎn)力及變形的分析計(jì)算非常復(fù)雜， 目前國內(nèi)外一直未給出精確的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的解析驗(yàn)算 方法。本發(fā)明可根據(jù)端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的各片主黃和副黃的結(jié)構(gòu)參數(shù)及 彈性模量，對(duì)端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算。通過實(shí)例及仿真 驗(yàn)證可知，該發(fā)明所提供的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法是正 確的，在各片主黃和副黃的結(jié)構(gòu)參數(shù)及彈性模量給定情況下，可得到準(zhǔn)確可靠的主副黃復(fù) 合剛度驗(yàn)算值，為端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度驗(yàn)算提供了可靠的驗(yàn)算 方法。利用該方法可提高端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性 能，確保主副黃復(fù)合剛度滿足懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，提高車輛行駛平順性；同時(shí)，還可降低設(shè) 計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
【附圖說明】
[0030] 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。
[0031] 圖1是端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度驗(yàn)算的流程圖；
[0032] 圖2是端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖3是實(shí)施例一的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的變形仿真云圖；
[0034] 圖4是實(shí)施例二的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的變形仿真云圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明的驗(yàn)算方法步驟如下:對(duì)于端部接觸式少片斜線型變截面主副 黃，首先對(duì)其端點(diǎn)受力情況下的各片斜線型變截面主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Di計(jì)算，其次，再 對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第m片主黃在端部平直段與副黃接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-CD計(jì)算，再次， 對(duì)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dzm計(jì)算，再次，對(duì)主副黃接觸點(diǎn) 受力情況下的第m片主黃在端部平直段與副黃接觸點(diǎn)變形系數(shù)Gx-CDz計(jì)算，再次，對(duì)n片疊加 副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT計(jì)算，最后，對(duì)端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛 度Kmat的驗(yàn)算。上述接觸點(diǎn)的意思是:如圖2中所示的狀態(tài)下，副黃的端部與主黃的下表面接 觸時(shí)形成的接觸點(diǎn)，在實(shí)際接觸過程中，副黃端部的邊棱與主黃的表面接觸，在本發(fā)明的驗(yàn) 算方法過程中，將其視為點(diǎn)接觸進(jìn)行剛度驗(yàn)算。如圖2所示，端部接觸式少片斜線型變截面 主副黃的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)示意圖，其包括主黃1，根部墊片2,副黃3,端部墊片4;主黃1和副黃3 的各片斜線型變截面鋼板彈黃是由根部平直段、斜線段、端部平直段=段構(gòu)成;主黃1的各 片根部平直段之間、副黃3的各片根部平直段之間、及主黃1與副黃3的根部平直段之間，設(shè) 置有根部墊片2;主黃1的各片端部平直段之間設(shè)置有端部墊片4，端部墊片的材料為碳纖維 復(fù)合材料，W防止工作時(shí)產(chǎn)生摩擦噪聲。其中，主黃1的片數(shù)為m，各片主黃的根部厚度為h2M， 寬度為b，彈性模量為E，一半長度為Lm，安裝間距的一半13,主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的 距離為12M;各片主黃的端部平直段為非等構(gòu)的，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為hii，各片主 黃的斜線段的厚度比為ei = hii/h2M，各片主黃的端部平直段的長度hi，i = l，2,…，m。各片 副黃的根部平直段的厚度為h2A，寬度為b，彈性模量為E，一半長度為La,安裝間距的一半13， 各片副黃的端部平直段的厚度和長度分別為hAu和Iau,斜線段的厚度比為0w = hAu/h2A，j =1，2,…，n，n為副黃片數(shù)。副黃長度小于主黃長度，副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離為1〇; 副黃觸點(diǎn)與主黃端部平直段之間距設(shè)置有一定的主副黃間隙8。
[0036] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0037] 實(shí)施例一:某端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的主黃片數(shù)m=2,副黃片數(shù)n = 1;其中，各片主黃的一半長度Lm=5 75mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200G化，安裝間距的一 半l3 = 55mm，斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=LM-l3 = 520mm;各片主黃的根部平直段的 厚度h2M=llmm，第1片主黃的端部平直段的厚度為hii = 7mm，第1片主黃的斜線段的厚度比 為& = hii/h2M=0.64;第2片主黃的端部平直段的厚度為hi2 = 6mm，第2片主黃的斜線段的厚 度比分別為e2 = hi2/h2M=0.55。該片副黃的一半長度LA=525mm，副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水 平距離Io = Lm-La= 50mm;副黃的根部厚度h2A= 14mm，副黃的端部平直段的厚度IiAii = Smm，畐山 黃的斜線段的厚度比eAl = hAll/h2A = 0.57;副黃與主黃端部平直段內(nèi)某點(diǎn)接觸，且接。對(duì)該 端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算。
[0038] 本發(fā)明實(shí)例所提供的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法， 其驗(yàn)算流程如圖1所示，具體驗(yàn)算步驟如下：
[0039] (1)端點(diǎn)受力情況下的各片斜線型變截面主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Di計(jì)算：
[0040] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM=575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=520mm;第1片主黃的斜線段的厚度比扣二 0.64,第2片主黃的斜線段的厚度比& = 0.55,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第1片主黃和第2片主黃 的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dl和Gx-D2分別進(jìn)行計(jì)算，即
[0041]
[0042]
[0043] (2)端點(diǎn)受力情況下的第2片主黃在端部平直段與副黃接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-CD 計(jì)算：
[0044] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM=575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃的斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M = 520mm;第2片主黃的斜線段的厚度比 防= 0.55,副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離l〇 = 50mm，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第2片主黃在端 部平直段與副黨接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-CD進(jìn)行計(jì)算，即
[0045]
[0046] (3)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dz2計(jì)算：
[0047] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM=575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，安裝間距的一半l3 = 55mm，主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=520mm;第2片 主黃的斜線段的厚度比防= 0.55,副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離l〇 = 50mm，對(duì)主副黃接觸 點(diǎn)受力情況下的第2片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dz2進(jìn)行計(jì)算，即 [004引
[0049] 王副黃聯(lián)觸點(diǎn)雙刀情如h的弟斤王黃仕端部干直段巧副黃聯(lián)觸點(diǎn)化的雙形 系數(shù)枯-GDz計(jì)算：
[0050] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM=575mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=520mm，第2片主黃的斜線段的厚度比化= 0.55,副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離l〇 = 50mm，對(duì)主副黃接觸點(diǎn)處受力情況下的第2片主 黃在禪；部平畝陳占豆Il錐按伽占々h的亦聯(lián).態(tài)掀巧A傳-目口
[0化1;
[0052] (5)n片疊加副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT計(jì)算：
[0053] 根據(jù)少片斜線型變截面副黃的一半長度LA=525mm，寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，副黃的斜線段的根部到副黃端點(diǎn)的距離l2A=470mm，副黃的斜線段的厚度比Pai = 0.57,副黃片數(shù)n = l，則該片副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT,等于該片副黃的端點(diǎn)變形系數(shù) Gx-DAl, Bp [0化4]
[0055]式中，Gx-DAi為該片副黃的端點(diǎn)變形系數(shù)，即
[0化6]
[0057] (6)端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度驗(yàn)算：
[005引根據(jù)主黃片數(shù)m = 2,各片主黃的根部平直段的厚度h2M=llmm，副黃的根部平直段 的厚度 h2A= 14mm，步驟（1)中計(jì)算得到的 Gx-Di = 101.68mm4/N 和 Gx-d2 = 109.72mm4/N，步驟(2) 中計(jì)算得到的Gx-CD = 91.20mm4/N，步驟(3)中計(jì)算得到的Gx-dz2 = 91.20mm4/N，步驟(4)中計(jì)算 得到的Gx-CDz = 77.06mm4/N，及步驟(5)中計(jì)算得到的Gx-DAT = 80.73mm4/N，對(duì)該端部接觸式少 片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行計(jì)算，即
[0化9]
[0060] 主副黃共同起作用之后，在主黃端點(diǎn)施加載荷P= 1840N情況下，利用復(fù)合剛度計(jì) 算值KMAT = 95.95N/mm，對(duì)該端部接觸式少片斜線型變截面主副黃一半的最大變形進(jìn)行驗(yàn) 算，即 [0061；
[0062] 利用ANSYS有限元仿真軟件，根據(jù)該少片斜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(duì)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，在主黃一半的端點(diǎn)處施加集中載荷P= 1840N，對(duì)該少片斜線型變截 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(diǎn)位置處的最大變形量時(shí)smax = 38.25mm。
[0063] 可知，在相同載荷情況下，該主副黃最大變形的ANSYS仿真驗(yàn)證值fDSmax= 38.25mm， 與剛度計(jì)算值下的最大變形ftaax = 38.35mm的相對(duì)偏差分別為0.26%，結(jié)果表明該發(fā)明所 提供的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法是正確的，復(fù)合剛度驗(yàn)算 值是準(zhǔn)確可靠的。
[0064] 實(shí)施例二:某端部接觸式少片斜線型變截面鋼板彈黃的主黃片數(shù)m = 2,副黃片數(shù)n =1，其中，各片主黃的一半長度LM=SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200G化，安裝間距的 一半l3 = 60mm，斜線段的根部到主黃端點(diǎn)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片主黃的斜線段的厚度比& = hii/h2M = 0.67;第2片主黃的端部平直段厚度hi2 = 7mm，第2片主黃的斜線段的厚度比阮= hi2/h2M=0.58。該片副黃的一半長度LA=540mm，副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離Iq = Lm-La = 60mm;副黃的根部平直段的厚度h2A=13mm，副黃的端部平直段的厚度hAii = 8mm，副黃的斜 線段的厚度比041 = 11411/11：^4=〇.62。對(duì)該端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度 進(jìn)行驗(yàn)算。
[0065] 采用與實(shí)施例一相同的設(shè)計(jì)方法和步驟，對(duì)該端部接觸式少片斜線型變截面鋼板 彈黃的主副黃的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算，具體驗(yàn)算步驟如下：
[0066] (1)端點(diǎn)受力情況下的各片斜線型變截面主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Di計(jì)算：
[0067] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=540mm，第1片主黃的斜線段的厚度比01 = 0.67,第2片主黃的斜線段的厚度比阮= 0.58,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第1片主黃和第2片主 黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dl和Gx-D2分別進(jìn)行計(jì)算，即
[006引
[0069]
[0070] (2)瑞點(diǎn)送刀情如h的弟^斤主黃巧瑞部干且段巧劇黃聯(lián)觸點(diǎn)處的雙化糸數(shù)Gx-CD 計(jì)算：
[0071] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=540mm，第2片主黃的斜線段的厚度比阮 = 0.58,副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離l〇 = 60mm，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第2片主黃在端部 平直段與副黃接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-CD進(jìn)行計(jì)算，即
[0072]
[0073] (3)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dz2計(jì)算：
[0074] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，安裝間距的一半l3 = 60mm，第2片主黃的斜線段的厚度比& = 0.58,副黃觸點(diǎn)與主黃 端點(diǎn)的水平距離l〇 = 60mm，對(duì)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主黃的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-dz2 進(jìn)行計(jì)當(dāng).目口
[0075]
[0076] (4)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主黃在端部平直段與副黃接觸點(diǎn)的變形系 數(shù)拉-?,計(jì)算：
[0077] 根據(jù)少片斜線型變截面主黃的一半長度LM = SOOmm,寬度b = 60mm，彈性模量E = 200GPa，主黃斜線段的根部到主黃端點(diǎn)的距離l2M=540mm，第2片主黃的斜線段的厚度比齡 = 0.58,副黃觸點(diǎn)與主黃端點(diǎn)的水平距離l〇 = 60mm，對(duì)主副黃接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主 黃在端部平官段臺(tái)副I當(dāng)按伽占々h的巧化系掛「h-rrw講斤計(jì)當(dāng)，目口
[007引
[0079] (5)n片畳加副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT計(jì)算：
[0080] 根據(jù)少片斜線型變截面副黃的一半長度LA=540mm，寬度b = 60mm彈性模量E = 200GPa，副黃斜線段的根部到副黃端點(diǎn)的距離bA = 480mm，副黃的斜線段的厚度比Pai = 0.6 2，該副黃片數(shù)n = 1，則該片副黃的總端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-DAT，等于該片副黃的端點(diǎn)變形系數(shù) Gx-DAl，良P
[0081]
[0082] 其中，Gx-DAl為該片副黃的端點(diǎn)變形系數(shù)
[0083]
[0084] (6)端部接觸式少片斜線型變截面主副黃的復(fù)合剛度驗(yàn)算：
[0085] 根據(jù)各片斜線型變截面主黃的根部平直段的厚度h2M= 12mm，副黃的根部平直段的 厚度h2A= 13mm，步驟（I)中計(jì)算得到的Gx-Di = 111.62mm4/N和Gx-d2 = 120.43mm4/N，步驟(2)中 計(jì)算得到的Gx-CD = 97.67mm4/N，步驟(3)中計(jì)算得到的Gx-dz2 = 97.67mm4/N，步驟(4)中計(jì)算得 至Ij的Gx-CDz = 80.78mm4/N，及步驟(5)中計(jì)算得到的Gx-DAT = 83.74mm4/N，對(duì)該端部接觸式少片 斜線型巧截而豐副普的復(fù)合剛度Kmat講行輪貸，良口
[0086；
。
[0087]主副黃共同起作用之后，在主黃端點(diǎn)施加載荷P=1840州青況下，利用復(fù)合剛度計(jì) 算值Kmat = 93.38N/mm，對(duì)該少片斜線型變截面主副黃一半的最大變形進(jìn)行驗(yàn)算，即
[008引
[0089] 利用ANSYS有限元仿真軟件，根據(jù)該少片斜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(duì)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，在主黃端點(diǎn)施加載荷P = 1840N，對(duì)該少片斜線型變截面鋼板彈黃的 主副黃變形進(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(diǎn)位置處的最大變形量時(shí)Smax = 39.23mm。
[0090] 可知，在相同載荷情況下，該主副黃最大變形的仿真驗(yàn)證值時(shí)Smax = 39.23mm，與剛 度計(jì)算值下的最大變形ftaax = 39.41mm的相對(duì)偏差分別為0.46%;結(jié)果表明該發(fā)明所提供 的端部接觸式少片斜線型變截面主副黃復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法是正確的，主副黃復(fù)合剛度的 驗(yàn)算值是準(zhǔn)確可靠的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.端部接觸式少片斜線型變截面主副簧復(fù)合剛度的驗(yàn)算方法，其中，少片斜線型變截 面鋼板彈簧的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)是由根部平直段、斜線段和端部平直段三段構(gòu)成，各片主簧的 端部平直段非等構(gòu)的，即第1片主簧的端部平直段的厚度和長度，大于其他各片主簧的端部 平直段的厚度和長度;副簧長度小于主簧長度，且當(dāng)載荷大于副簧起作用載荷后，副簧觸點(diǎn) 與主簧端部平直段內(nèi)某點(diǎn)相接觸;在主副簧的各片主簧和副簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、彈性模量給定 情況下，對(duì)端部接觸式少片斜線型變截面主副簧的復(fù)合剛度進(jìn)行驗(yàn)算，具體驗(yàn)算步驟如下： (1) 端點(diǎn)受力情況下的各片斜線型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dl計(jì)算： 根據(jù)少片斜線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13,主簧 片數(shù)m，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M=LM-13,第i片主簧的斜線段的厚度比&，其 中，i = l，2,…，m，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的各片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dl?行計(jì)算，即(2) 端點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)GX-CD計(jì)算： 根據(jù)少片斜線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半1 3,斜線 段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M=Lm-13,第m片主簧的斜線段的厚度比，副簧觸點(diǎn)與主簧端 點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系 數(shù)Gx-?進(jìn)行計(jì)算，SP(3) 主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Dzm計(jì)算： 根據(jù)少片斜線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13,斜線 段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M=Lm-13,第m片主簧的斜線段的厚度比，副簧觸點(diǎn)與主簧端 點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)G x-Dzm進(jìn)行計(jì)算， 即(4) 主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù) Gx-CDz 計(jì)算： 根據(jù)少片斜線型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13,主簧 斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12m=Lm-13,第m片主簧的斜線段的厚度比，副簧觸點(diǎn)與主 簧端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸 點(diǎn)處的變形系數(shù)G x-CDz進(jìn)行計(jì)算，SP(5) n片疊加副簧的總端點(diǎn)變形系數(shù)GX-DAT計(jì)算： 根據(jù)少片斜線型變截面副簧的一半長度La，寬度b，彈性模量E，安裝間距的一半13,副簧 片數(shù)n，副簧斜線段的根部到副簧端點(diǎn)的距離12A=LA-13,第j片副簧的斜線段的厚度比 其中，j = l，2, ···，!!，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的η片疊加副簧的總端點(diǎn)變形系數(shù)GX-DAT進(jìn)行計(jì)算，即式中，Gx-DAj為第j片副簧的端點(diǎn)變形系數(shù)，即：當(dāng)副黃片數(shù)n= 1時(shí)，則η片疊加副黃的總端點(diǎn)變形糸數(shù)GX-DAT，等十該片副黃的端點(diǎn)變形 系數(shù)Gx-DA1，即 Gx-DAT = Gx-DA1 ； (6) 端部接觸式少片斜線型變截面主副簧的復(fù)合剛度驗(yàn)算： 根據(jù)主簧片數(shù)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， 步驟⑴中計(jì)算得到的Gx-Dl，步驟(2)中計(jì)算得到的GX-CD，步驟(3)中計(jì)算得到的G x-Dzm，步驟 (4)中計(jì)算得到的Gx-CDz，及步驟(5)中計(jì)算得到的G X-DAT，對(duì)端部接觸式少片斜線型變截面主 副簧的復(fù)合剛度Kmat進(jìn)行驗(yàn)算，BP
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105956259SQ201610274348
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】王炳超, 周長城
【申請(qǐng)人】王炳超