端部接触式少片根部加强型副簧根部厚度的设计方法_2

文档序号:9929702阅读:来源:国知局
主黃片数m = 2,主黃 的一半长度LM=575mm,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离12Mp = Lm-13- A l = 490mm,主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M = LM-l3 = 520mm;各片主黃的根部平直段厚度h2M = 11mm,主黃斜线段的端部平直段的厚度h2Mp = 10.23mm,主黃斜线段的厚度比T M=h2Mp/h2M= 0.93;第1片主黃的端部平直段的厚度hii = 7mm,第1片主黃的抛物线段的厚度比& = hii/h2Mp = 0.69;第2片主黃的端部平直段的厚度hi2 = 6mm,第2片主黃的抛物线段的厚度比02 = hi2/ h2Mp = 0.59。副黃片数n=l,副黃的一半长度LA=525mm,副黃触点与主黃端点的水平距离Io = LM-LA=SOmm,副黃斜线段的根部到副黃端点的距离l2A=LA-l3 = 470mm,副黃抛物线段的 根部到副黃端点的距离l2Ap = LA-l3-Al=440mm;该片副黃斜线段的厚度比rA=0.93,副黃 抛物线段的厚度比eA = 0.62。该主副黃的复合刚度设计要求值KMAT = 92.48N/mm,根据该主 副黃的各片主黃的结构参数、副黃长度、弹性模量及主副黃的复合刚度设计要求值,对该端 部接触式少片根部加强型变截面主副黃的副黃根部平直段的厚度进行设计。
[0033] 本发明实例所提供的端部接触式少片根部加强型副黃根部厚度的设计方法,其设 计流程如图1所示,具体设计步骤如下:
[0034] (1)端点受力情况下的各片根部加强型变截面主黃的端点变形系数Gx-Ei计算:
[0035] 根据少片根部加强型变截面主黃的一半长度LM = 575mm,宽度b = 60mm,斜线段长 度A 1 = 30mm,弹性模量E = 200GPa,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = 490mm,主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm,主黃斜线段的厚度比TM=O.93,主黃片数m =2,其中,第1片主黃的抛物线段的厚度比01 = 0.69,第2片主黃的抛物线段的厚度比阮二 0.59,对端点受力情况下的第1片主黃和第2片主黃的端点变形系数Gx-Ei和Gx-e2分别进行计 算,即
[00361
[(
[0038] (2)端点受力情况下的第m片根部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点 处的变形系数Gx-DE计算:
[0039] 根据少片根部加强型变截面主黃的一半长度LM = 575mm,宽度b = 60mm,斜线段长 度A 1 = 30mm,弹性模量E = 200GPa,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = 490mm,主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm,主黃斜线段的厚度比TM=O.93,主黃片数m =2,其中,第2片主黃的抛物线段的厚度比02 = 0.59,副黃触点与主黃端点的水平距离Io = 50mm,对端点受力情况下的第2片主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-DE进行 计算,即
[0040]
[0041] (3)主副黃接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主黃的端点变形系数 Gx-ez2计算:根据少片根部加强型变截面主黃的一半长度LM=575mm,宽度b = 60mm,斜线段长 度A 1 = 30mm,弹性模量E = 200G化,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = 490mm,主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm,主黃斜线段的厚度比TM=O.93,主黃片数m =2,其中,第2片主黃的抛物线段的厚度比02 = 0.59,副黃触点与主黃端点的水平距离Io = 50mm,对主副黃接触点受力情况下的第2片主黃的端点变形系数Gx-ez2进行计算,即
[00421
[0043] (4)主副黃接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主黃在端部平直段与副 黃接触点处的变形系数Gx-DEz计算:
[0044] 根据少片根部加强型变截面主黃的一半长度LM = 575mm,宽度b = 60mm,斜线段长 度A 1 = 30mm,弹性模量E = 200G化,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = 490mm,主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm,主黃斜线段的厚度比TM=O.93,主黃片数m =2,其中,第2片主黃的抛物线段的厚度比02 = 0.59,副黃触点与主黃端点的水平距离Io = 50mm,对主副黃接触点受力情况下的第2片主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系数 Gx-DEz进行计算,即
[0045]
[0046] (5)端点受力情况下的n片根部加强型变截面叠加副黃的总端点变形系数Gx-EAT计 算:
[0047] 根据少片根部加强型变截面副黃的一半长度LA = 525mm,宽度b = 60mm,斜线段长 度Al = 30mm,弹性模量E = 200G化,畐騰抛物线段的根部到副黃端点的距离124。= 44〇111111,畐山 黃斜线段的根部到副黃端点的距离l2A=470mm,副黃斜线段的厚度比TA=O.93,副黃片数n =1,副黃抛物线段的厚度比齡二0.62,对n片叠加副黃的总端点变形系数Gx-EAT进行计算,即 [004引
[0049] (6)端部接触式少片根部加强型变截面副黃的根部平直段厚度Im设计:
[0050] 根据主副黃的复合刚度设计要求值KMAT = 92.48N/mm,主黃片数m = 2,各片主黃的 根部平直段的厚度h2M = 1 Imm,步骤(1)中计算得到的Gx-Ei = 107.53mm4/N和Gx-e2 = 113.42mmシN,步骤(2)中计算得到的Gx-DE = 94.37mmシN,步骤(3)中计算得到的Gx-Ez2 = 94.3 7mn//N,步骤(4)中计算得到的Gx-DEZ = 79.78mn//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黃的副黃根部厚度h2A进行设计, 即
[0化1 ]
,
[0052]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黃的 结构参数、材料特性参数及设计得到的副黃根部厚度h2A=14mm,建立一半对称结构主副黃 的ANSYS仿真模型,划分网格,设置副黃触点与主黃接触,并在仿真模型的根部施加固定约 束,在主副黃的端点施加集中载荷F=1780N,对该端部接触式少片根部加强型变截面主副 黃的变形进行ANSYS仿真,所得到的主副黃的ANSYS变形仿真云图,如图3所示;其中,主副黃 在端点位置处的最大变形量f DSmax = 38.25mm,可知,该主副黃复合刚度的仿真验证值Kmat = 2F/&smax = 93.07N/mm。
[0化3] 可知,该主副黃复合刚度仿真验证值Kmat = 93.07N/mm,与设计要求值Kmat = 92.48N/mm相吻合,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 强型副黃根部厚度的设计方法是正确的,副黃根部平直段的厚度设计值是准确、可靠的。
[0054] 实施例二:某端部接触式少片根部加强型变截面主黃的宽度b = 60mm,安装间距的 一半l3 = 60mm,斜线段的长度Al = 30mm,弹性模量E = 200GPa;其中,主黃片数m = 2,主黃的 一半长度LM=SOOmm,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = LM-l3-A I = SlOmm,主黃 斜线段的根部到主黃端点的距离l2M = LM-l3 = 540mm;各片主黃的根部平直段的厚度h2M = 12mm,主黃斜线段的端部厚度h2Mp = llmm,斜线段的厚度比丫 M=h2Mp/h2M = 0.92;第1片主黃 的端部平直段的厚度hii = 7mm,第1片主黃的抛物线段的厚度比& = hii/h2Mp = 0.64;第2片主 黃的端部平直段的厚度hi2 = 6mm,第2片主黃的抛物线段的厚度比阮=hi2/h2Mp = 0.55。副黃 片数n = 1,副黃的一半长度La= 540mm,副黃触点与主黃端点的水平距离1日=Lm-La=60mm, 副黃抛物线段的根部到副黃端点的距离l2Ap = LA-l3-Al = 450mm,畐騰斜线段的根部到副黃 端点的距离l2A=LA-l3 = 480mm;该片副黃斜线段的厚度比TA=h2ApA2A=0.92;抛物线段的 厚度比Pa=O.67。该主副黃的的复合刚度设计要求值Kmat = SO. 30N/mm,根据各片主黃的结 构参数、副黃长度、弹性模量及主副黃的复合刚度设计要求值,对该端部接触式少片根部加 强型变截面主副黃的副黃根部平直段厚度进行设计。
[0055] 采用与实施例一相同的设计方法和步骤,对该少片根部加强型变截面主副黃的副 黃根部厚度进行设计,具体设计步骤如下:
[0056] (1)端点受力情况下的各片根部加强型变截面主黃的端点变形系数Gx-Ei计算:
[0057] 根据少片根部加强型变截面主黃的一半长度LM = SOOmm,宽度b = 60mm,斜线段长 度A 1 = 30mm,弹性模量E = 200GPa,主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离12Mp = 51 Omm,主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm,主黃斜线段的厚度比r M=O.92,主黃片数m =2,其中,第1片主黃的抛物线段的厚度比01 = 0.64,第2片主黃的抛物线段的厚度比阮二 0.55,对端点受力情况下的第1片主黃和第2片主黃的端点变形系数Gx-Ei和Gx-e2分别进行计 算,即
[0化引
[0060] (2)端点受力情况下的第m片根部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点 处的变形系数Gx-DE计算:
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