端部接触式少片斜线型变截面主副簧复合刚度的验算方法

端部接触式少片斜线型变截面主副簧复合刚度的验算方法
【专利摘要】本发明涉及端部接触式少片斜线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斜线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，对端部接触式少片斜线型变截面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斜线型变截面主副簧复合刚度的验算方法是正确的，可得到准确可靠的主副簧复合刚度验算值，为端部接触式少片斜线型变截面主副簧的复合刚度验算提供了可靠的验算方法，利用该方法提高端部接触式少片斜线型变截面主副簧的设计水平、产品质量和性能，确保主副簧复合刚度满足悬架系统设计要求，提高车辆行驶平顺性；同时，还可降低设计及试验费用，加快产品开发速度。
【专利说明】
端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合刚度的验算方法
技术领域
[0001] 本发明设及车辆悬架钢板弹黃，特别是端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合 刚度的验算方法。
【背景技术】
[0002] 对于少片变截面钢板弹黃，为了满足变刚度的要求，通常将其设计为主副黃，并通 过主副黃间隙，确保在大于一定载荷之后，主副黃接触而一起共同工作，满足车辆悬架在不 同载荷情况下对钢板弹黃刚度的设计要求。由于少片变截面主黃的第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，即在实际设计和生产中，大都采用端部非 等构的少片变截面钢板弹黃。目前少片变截面钢板弹黃主要有两种类型，一种是抛物线型， 另外一种是斜线型，其中，抛物线型的应力为等应力，其应力载荷比斜线型的更加合理。然 而，由于抛物线型变截面钢板弹黃的加工工艺复杂，需要的加工设备昂贵，而斜线型变截面 钢板的加工工艺简单，只需要简单的设备便可加工，因此，在满足刚度和强度的条件下，可 采用斜线型的变截面钢板弹黃。对于少片斜线型变截面主副黃，为了满足不同复合刚度的 设计要求，通常采用不同的副黃长度，即副黃与主黃的接触位置也不相同，因此，根据副黃 与主黃的接触位置可分为端部平直段接触和在斜线段接触的主副黃，即端部接触式和非端 部接触式，其中，在相同副黃根部厚度情况下，端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合 刚度，比非端部接触式的要大。复合刚度的大小对车辆行驶平顺性具有重要影响，因此，必 须对所设计的端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度进行验算，W确保满足车辆 悬架刚度的设计要求。据所查阅资料可知，对于端部接触式少片斜线型变截面主副黃，目前 都还给出可靠的复合刚度验算方法，主要原因是受端部接触式少片斜线型变截面主副黃的 各片主黃和副黃的端点力的分析计算的制约。因为端部接触式少片斜线型变截面主副黃的 主黃端部平直段非等构，且当载荷大于副黃起作用载荷主副黃接触之后，主黃和副黃的变 形和内力均存有禪合，因此，各片主黃和副黃的端点力及变形的分析计算非常复杂，目前国 内外一直未给出精确的端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合刚度的解析验算方法。因 此，必须建立一种精确、可靠的端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合刚度的验算方法， 满足车辆行业快速发展及对悬架钢板弹黃精确设计的要求，提高少片变截面钢板弹黃的设 计水平、产品质量和性能，确保主副黃的复合刚度满足车辆悬架设计要求，提高车辆行驶平 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】

[0003] 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斜线型变截面主副黃复合刚度的验算方法。端部接触式少片斜线型 变截面主副黃的一半对称结构包括主黃，根部垫片，副黃，端部垫片;主黃和副黃的各片斜 线型变截面钢板弹黃是由根部平直段、斜线段、端部平直段=段构成;主黃的各片根部平直 段之间、副黃的各片根部平直段之间、及主黃与副黃的根部平直段之间，设置有根部垫片； 主黃的各片端部平直段之间设置有端部垫片，端部垫片的材料为碳纤维复合材料，W防止 工作时产生摩擦噪声。其中，主黃的片数为m，各片主黃的根部厚度为h2M，宽度为b，弹性模量 为E，一半长度为Lm,安装间距的一半13,主黃斜线段的根部到主黃端点的距离为12M;各片主 黃的端部平直段为非等构的，即第1片主黃的端部平直段的厚度和长度，大于其他各片主的 端部平直段的厚度和长度;各片主黃的端部平直段的厚度为hii，各片主黃的斜线段的厚度 比为0i = hii/h2M，各片主黃的端部平直段的长度hi，i = l，2,…，m。各片副黃的根部平直段 的厚度为h2A，宽度为b，弹性模量为E，一半长度为La,安装间距的一半13,各片副黃的端部平 直段的厚度和长度分别为hAl^lAU，斜线段的厚度比为0如=114。/1124〇 = 1，2^''，11，11为副 黃片数。副黃长度小于主黃长度，副黃触点与主黃端点的水平距离为1〇;副黃触点与主黃端 部平直段之间距设置有一定的主副黃间隙8,当载荷大于副黃起作用载荷时，副黃触点与主 黃端部平直段内某点相接触，W满足车辆悬架对主副黃复合刚度的要求。在各片主黃的结 构参数、各片副黃的结构参数及弹性模量给定情况下，对端部接触式少片斜线型主副黃的 复合刚度进行验算。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所提供的端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合 刚度的验算方法，其特征在于采用W下验算步骤：
[0005] (1)端点受力情况下的各片斜线型变截面主黃的端点变形系数Gx-Di计算：
[0006] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度Lm,宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13， 主黃片数m，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M = LM-l3,第i片主黃的斜线段的厚度比 01，其中，i = l，2,…，m，对端点受力情况下的各片主黃的端点变形系数Gx-Di进行计算，即
[0007]
[0008] 而巧交刀情/儿h护」弟111巧王黄仕兩部干且段与削黄巧舰巧化护」雙化《甄Ijx-CD 计算：
[0009] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度Lm,宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13， 斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=LM-l3,第m片主黃的斜线段的厚度比拉，畐騰触点与主 黃端点的水平距离1〇,对端点受力情况下的第m片主黃在端部平直段与副黃接触点处的变 形系数Gx-ED进行计算，即
[0010]
[0011] (3)主副黃接触点受力情况下的第m片主黃的端点变形系数Gx-Dzm计算：
[0012] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度Lm,宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13， 斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=LM-l3,第m片主黃的斜线段的厚度比拉，畐騰触点与主 黃端点的水平距离1〇,对主副黃接触点受力情况下的第m片主黃的端点变形系数Gx-Dzm进行 计算，即
[0013]
[0014] (4)主副黃接触点受力情况下的第m片主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形 系数枯-GDz计算：
[0015] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度Lm,宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13， 主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M = LM-l3,第m片主黃的斜线段的厚度比Pm,副黃触点 与主黃端点的水平距离1〇,对主副黃接触点受力情况下的第m片主黃在端部平直段与副黃 接触点处的变形系数Gx-GDz进行计算，即
[0016；
[0017：
[001引（5)n片叠加副黃的总端点变形系数Gx-DAT计算：
[0019]根据少片斜线型变截面畐騰的一半长度La,宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13， 副黃片数n，副黃斜线段的根部到副黃端点的距离bA = LA-l3,第j片副黃的斜线段的厚度比 Paj，其中，j = l，2,…，n，对端点受力情况下的n片叠加副黃的总端点变形系数Gx-DAT进行计 算，即
[0020]
[0021 ]式中，Gx-DA功第j片副黃的端点变形系数，即：
[0022]
[0023] 当副黃片数n = l时，则n片叠加副黃的总端点变形系数Gx-DAT,等于该片副黃的端点 变形系数Gx-DAl,即
[0024] Gx-DAT = Gx-DAl ；
[0025] (6)端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度验算：
[00%]根据主黃片数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，步骤(1)中计算得到的Gx-Di,步骤(2)中计算得到的Gx-CD,步骤(3)中计算得到的Gx-Dzm,步 骤(4)中计算得到的Gx-CDz,及步骤(5)中计算得到的Gx-DAT,对端部接触式少片斜线型变截面 主副黃的复合刚度Kmat进行验算，即
[0027]
[0028] 本发明比现有技术具有的优点
[0029] 因为端部接触式少片斜线型变截面主副黃的主黃端部平直段非等构，且副黃长度 小于主黃长度，当载荷大于副黃起作用载荷后，副黃触点与主黃斜线段内某地相接触，主黃 和副黃的变形和内力均存有禪合，各片主黃和副黃的端点力及变形的分析计算非常复杂， 目前国内外一直未给出精确的端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合刚度的解析验算 方法。本发明可根据端部接触式少片斜线型变截面主副黃的各片主黃和副黃的结构参数及 弹性模量，对端部接触式少片斜线型变截面主副黃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斜线型变截面主副黃复合刚度的验算方法是正 确的，在各片主黃和副黃的结构参数及弹性模量给定情况下，可得到准确可靠的主副黃复 合刚度验算值，为端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度验算提供了可靠的验算 方法。利用该方法可提高端部接触式少片斜线型变截面主副黃的设计水平、产品质量和性 能，确保主副黃复合刚度满足悬架系统设计要求，提高车辆行驶平顺性；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】
[0030] 为了更好地理解本发明，下面结合附图做进一步的说明。
[0031] 图1是端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度验算的流程图；
[0032] 图2是端部接触式少片斜线型变截面主副黃的一半对称结构示意图；
[0033] 图3是实施例一的端部接触式少片斜线型变截面主副黃的变形仿真云图；
[0034] 图4是实施例二的端部接触式少片斜线型变截面主副黃的变形仿真云图。
【具体实施方式】
[0035] 如图1所示，本发明的验算方法步骤如下:对于端部接触式少片斜线型变截面主副 黃，首先对其端点受力情况下的各片斜线型变截面主黃的端点变形系数Gx-Di计算，其次，再 对端点受力情况下的第m片主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-CD计算，再次， 对主副黃接触点受力情况下的第m片主黃的端点变形系数Gx-Dzm计算，再次，对主副黃接触点 受力情况下的第m片主黃在端部平直段与副黃接触点变形系数Gx-CDz计算，再次，对n片叠加 副黃的总端点变形系数Gx-DAT计算，最后，对端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚 度Kmat的验算。上述接触点的意思是:如图2中所示的状态下，副黃的端部与主黃的下表面接 触时形成的接触点，在实际接触过程中，副黃端部的边棱与主黃的表面接触，在本发明的验 算方法过程中，将其视为点接触进行刚度验算。如图2所示，端部接触式少片斜线型变截面 主副黃的一半对称结构示意图，其包括主黃1，根部垫片2,副黃3,端部垫片4;主黃1和副黃3 的各片斜线型变截面钢板弹黃是由根部平直段、斜线段、端部平直段=段构成;主黃1的各 片根部平直段之间、副黃3的各片根部平直段之间、及主黃1与副黃3的根部平直段之间，设 置有根部垫片2;主黃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，W防止工作时产生摩擦噪声。其中，主黃1的片数为m，各片主黃的根部厚度为h2M， 宽度为b，弹性模量为E，一半长度为Lm，安装间距的一半13,主黃斜线段的根部到主黃端点的 距离为12M;各片主黃的端部平直段为非等构的，即第1片主黃的端部平直段的厚度和长度， 大于其他各片主的端部平直段的厚度和长度;各片主黃的端部平直段的厚度为hii，各片主 黃的斜线段的厚度比为ei = hii/h2M，各片主黃的端部平直段的长度hi，i = l，2,…，m。各片 副黃的根部平直段的厚度为h2A，宽度为b，弹性模量为E，一半长度为La,安装间距的一半13， 各片副黃的端部平直段的厚度和长度分别为hAu和Iau,斜线段的厚度比为0w = hAu/h2A，j =1，2,…，n，n为副黃片数。副黃长度小于主黃长度，副黃触点与主黃端点的水平距离为1〇; 副黃触点与主黃端部平直段之间距设置有一定的主副黃间隙8。
[0036] 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
[0037] 实施例一:某端部接触式少片斜线型变截面主副黃的主黃片数m=2,副黃片数n = 1;其中，各片主黃的一半长度Lm=5 75mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200G化，安装间距的一 半l3 = 55mm，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的 厚度h2M=llmm，第1片主黃的端部平直段的厚度为hii = 7mm，第1片主黃的斜线段的厚度比 为& = hii/h2M=0.64;第2片主黃的端部平直段的厚度为hi2 = 6mm，第2片主黃的斜线段的厚 度比分别为e2 = hi2/h2M=0.55。该片副黃的一半长度LA=525mm，副黃触点与主黃端点的水 平距离Io = Lm-La= 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 黃的斜线段的厚度比eAl = hAll/h2A = 0.57;副黃与主黃端部平直段内某点接触，且接。对该 端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度进行验算。
[0038] 本发明实例所提供的端部接触式少片斜线型变截面主副黃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：
[0039] (1)端点受力情况下的各片斜线型变截面主黃的端点变形系数Gx-Di计算：
[0040] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM=575mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm;第1片主黃的斜线段的厚度比扣二 0.64,第2片主黃的斜线段的厚度比& = 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-Dl和Gx-D2分别进行计算，即
[0041]
[0042]
[0043] (2)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-CD 计算：
[0044] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM=575mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，主黃的斜线段的根部到主黃端点的距离l2M = 520mm;第2片主黃的斜线段的厚度比 防= 0.55,副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 50mm，对端点受力情况下的第2片主黃在端 部平直段与副黨接触点处的变形系数Gx-CD进行计算，即
[0045]
[0046] (3)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-Dz2计算：
[0047] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM=575mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，安装间距的一半l3 = 55mm，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm;第2片 主黃的斜线段的厚度比防= 0.55,副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 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-Dz2进行计算，即 [004引
[0049] 王副黄联触点雙刀情如h的弟斤王黄仕端部干直段巧副黄联触点化的雙形 系数枯-GDz计算：
[0050] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM=575mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=520mm，第2片主黃的斜线段的厚度比化= 0.55,副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 50mm，对主副黃接触点处受力情况下的第2片主 黃在禪；部平亩陈占豆Il锥按伽占々h的亦联.态掀巧A傳-目口
[0化1;
[0052] (5)n片叠加副黃的总端点变形系数Gx-DAT计算：
[0053] 根据少片斜线型变截面副黃的一半长度LA=525mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，副黃的斜线段的根部到副黃端点的距离l2A=470mm，副黃的斜线段的厚度比Pai = 0.57,副黃片数n = l，则该片副黃的总端点变形系数Gx-DAT,等于该片副黃的端点变形系数 Gx-DAl, Bp [0化4]
[0055]式中，Gx-DAi为该片副黃的端点变形系数，即
[0化6]
[0057] (6)端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度验算：
[005引根据主黃片数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，步骤（1)中计算得到的 Gx-Di = 101.68mm4/N 和 Gx-d2 = 109.72mm4/N，步骤(2) 中计算得到的Gx-CD = 91.20mm4/N，步骤(3)中计算得到的Gx-dz2 = 91.20mm4/N，步骤(4)中计算 得到的Gx-CDz = 77.06mm4/N，及步骤(5)中计算得到的Gx-DAT = 80.73mm4/N，对该端部接触式少 片斜线型变截面主副黃的复合刚度Kmat进行计算，即
[0化9]
[0060] 主副黃共同起作用之后，在主黃端点施加载荷P= 1840N情况下，利用复合刚度计 算值KMAT = 95.95N/mm，对该端部接触式少片斜线型变截面主副黃一半的最大变形进行验 算，即 [0061；
[0062] 利用ANSYS有限元仿真软件，根据该少片斜线型变截面钢板弹黃的主副黃结构参 数和材料特性参数，建立一半对称结构主副黃的ANSYS仿真模型，划分网格，并在仿真模型 的根部施加固定约束，在主黃一半的端点处施加集中载荷P= 1840N，对该少片斜线型变截 面钢板弹黃的主副黃的变形进行ANSYS仿真，所得到的主副黃的变形仿真云图，如图3所示， 其中，主副黃在端点位置处的最大变形量时smax = 38.25mm。
[0063] 可知，在相同载荷情况下，该主副黃最大变形的ANSYS仿真验证值fDSmax= 38.25mm， 与刚度计算值下的最大变形ftaax = 38.35mm的相对偏差分别为0.26%，结果表明该发明所 提供的端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合刚度的验算方法是正确的，复合刚度验算 值是准确可靠的。
[0064] 实施例二:某端部接触式少片斜线型变截面钢板弹黃的主黃片数m = 2,副黃片数n =1，其中，各片主黃的一半长度LM=SOOmm,宽度b = 60mm，弹性模量E = 200G化，安装间距的 一半l3 = 60mm，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，第1片主黃的端部平直段的厚度hii = 8mm，第1片主黃的斜线段的厚度比& = hii/h2M = 0.67;第2片主黃的端部平直段厚度hi2 = 7mm，第2片主黃的斜线段的厚度比阮= hi2/h2M=0.58。该片副黃的一半长度LA=540mm，副黃触点与主黃端点的水平距离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 线段的厚度比041 = 11411/11：^4=〇.62。对该端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度 进行验算。
[0065] 采用与实施例一相同的设计方法和步骤，对该端部接触式少片斜线型变截面钢板 弹黃的主副黃的复合刚度进行验算，具体验算步骤如下：
[0066] (1)端点受力情况下的各片斜线型变截面主黃的端点变形系数Gx-Di计算：
[0067] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM = SOOmm,宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm，第1片主黃的斜线段的厚度比01 = 0.67,第2片主黃的斜线段的厚度比阮= 0.58,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-Dl和Gx-D2分别进行计算，即
[006引
[0069]
[0070] (2)瑞点送刀情如h的弟^斤主黄巧瑞部干且段巧剧黄联触点处的雙化糸数Gx-CD 计算：
[0071] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM = SOOmm,宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm，第2片主黃的斜线段的厚度比阮 = 0.58,副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 60mm，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-CD进行计算，即
[0072]
[0073] (3)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-Dz2计算：
[0074] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM = SOOmm,宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，安装间距的一半l3 = 60mm，第2片主黃的斜线段的厚度比& = 0.58,副黃触点与主黃 端点的水平距离l〇 = 60mm，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-dz2 进行计當.目口
[0075]
[0076] (4)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的变形系 数拉-?,计算：
[0077] 根据少片斜线型变截面主黃的一半长度LM = SOOmm,宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm，第2片主黃的斜线段的厚度比齡 = 0.58,副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 60mm，对主副黃接触点受力情况下的第2片主 黃在端部平官段台副I當按伽占々h的巧化系掛「h-rrw讲斤计當，目口
[007引
[0079] (5)n片畳加副黄的总端点变形系数Gx-DAT计算：
[0080] 根据少片斜线型变截面副黃的一半长度LA=540mm，宽度b = 60mm弹性模量E = 200GPa，副黃斜线段的根部到副黃端点的距离bA = 480mm，副黃的斜线段的厚度比Pai = 0.6 2，该副黄片数n = 1，则该片副黄的总端点变形系数Gx-DAT，等于该片副黄的端点变形系数 Gx-DAl，良P
[0081]
[0082] 其中，Gx-DAl为该片副黃的端点变形系数
[0083]
[0084] (6)端部接触式少片斜线型变截面主副黃的复合刚度验算：
[0085] 根据各片斜线型变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，步骤（I)中计算得到的Gx-Di = 111.62mm4/N和Gx-d2 = 120.43mm4/N，步骤(2)中 计算得到的Gx-CD = 97.67mm4/N，步骤(3)中计算得到的Gx-dz2 = 97.67mm4/N，步骤(4)中计算得 至Ij的Gx-CDz = 80.78mm4/N，及步骤(5)中计算得到的Gx-DAT = 83.74mm4/N，对该端部接触式少片 斜线型巧截而丰副普的复合刚度Kmat讲行輪貸，良口
[0086；
。
[0087]主副黃共同起作用之后，在主黃端点施加载荷P=1840州青况下，利用复合刚度计 算值Kmat = 93.38N/mm，对该少片斜线型变截面主副黃一半的最大变形进行验算，即
[008引
[0089] 利用ANSYS有限元仿真软件，根据该少片斜线型变截面钢板弹黃的主副黃结构参 数和材料特性参数，建立一半对称结构主副黃的ANSYS仿真模型，划分网格，并在仿真模型 的根部施加固定约束，在主黃端点施加载荷P = 1840N，对该少片斜线型变截面钢板弹黃的 主副黃变形进行ANSYS仿真，所得到的主副黃的变形仿真云图，如图4所示;其中，主副黃在 端点位置处的最大变形量时Smax = 39.23mm。
[0090] 可知，在相同载荷情况下，该主副黃最大变形的仿真验证值时Smax = 39.23mm，与刚 度计算值下的最大变形ftaax = 39.41mm的相对偏差分别为0.46%;结果表明该发明所提供 的端部接触式少片斜线型变截面主副黃复合刚度的验算方法是正确的，主副黃复合刚度的 验算值是准确可靠的。
【主权项】
1.端部接触式少片斜线型变截面主副簧复合刚度的验算方法，其中，少片斜线型变截 面钢板弹簧的一半对称结构是由根部平直段、斜线段和端部平直段三段构成，各片主簧的 端部平直段非等构的，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;副簧长度小于主簧长度，且当载荷大于副簧起作用载荷后，副簧触点 与主簧端部平直段内某点相接触;在主副簧的各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量给定 情况下，对端部接触式少片斜线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) 端点受力情况下的各片斜线型变截面主簧的端点变形系数Gx-Dl计算： 根据少片斜线型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13,主簧 片数m，主簧斜线段的根部到主簧端点的距离12M=LM-13,第i片主簧的斜线段的厚度比&，其 中，i = l，2,…，m，对端点受力情况下的各片主簧的端点变形系数Gx-Dl?行计算，即(2) 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-CD计算： 根据少片斜线型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半1 3,斜线 段的根部到主簧端点的距离12M=Lm-13,第m片主簧的斜线段的厚度比，副簧触点与主簧端 点的水平距离1〇,对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-?进行计算，SP(3) 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-Dzm计算： 根据少片斜线型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13,斜线 段的根部到主簧端点的距离12M=Lm-13,第m片主簧的斜线段的厚度比，副簧触点与主簧端 点的水平距离1〇,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G x-Dzm进行计算， 即(4) 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-CDz 计算： 根据少片斜线型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13,主簧 斜线段的根部到主簧端点的距离12m=Lm-13,第m片主簧的斜线段的厚度比，副簧触点与主 簧端点的水平距离1〇,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G x-CDz进行计算，SP(5) n片叠加副簧的总端点变形系数GX-DAT计算： 根据少片斜线型变截面副簧的一半长度La，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半13,副簧 片数n，副簧斜线段的根部到副簧端点的距离12A=LA-13,第j片副簧的斜线段的厚度比 其中，j = l，2, ···，!!，对端点受力情况下的η片叠加副簧的总端点变形系数GX-DAT进行计算，即式中，Gx-DAj为第j片副簧的端点变形系数，即：当副黃片数n= 1时，则η片叠加副黃的总端点变形糸数GX-DAT，等十该片副黃的端点变形 系数Gx-DA1，即 Gx-DAT = Gx-DA1 ； (6) 端部接触式少片斜线型变截面主副簧的复合刚度验算： 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⑴中计算得到的Gx-Dl，步骤(2)中计算得到的GX-CD，步骤(3)中计算得到的G x-Dzm，步骤 (4)中计算得到的Gx-CDz，及步骤(5)中计算得到的G X-DAT，对端部接触式少片斜线型变截面主 副簧的复合刚度Kmat进行验算，BP
【文档编号】G06F17/50GK105956259SQ201610274348
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】王炳超, 周长城
【申请人】王炳超