車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比的分析計算方法

2023-05-24 12:33:06

車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比的分析計算方法
【專利摘要】本發明涉及車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比的分析計算方法，屬於車輛鋼板彈簧懸架【技術領域】，其特徵在於：根據車輛參數和懸架系統參數，利用懸架鋼板彈簧加載和卸載變形試驗所測得的載荷數組和變形數組，通過對試驗數據的分析和處理，對懸架鋼板彈簧的等效阻尼係數及阻尼比進行分析計算。利用本發明對車輛鋼板彈簧懸架系統的阻尼比進行計算，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的設計水平，加快車輛鋼板彈簧懸架系統的設計速度，降低設計及試驗費用。
【專利說明】車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比的分析計算方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及車輛鋼板彈簧懸架系統，特別是車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比的分析 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採用鋼板彈簧懸架系 統，其懸架系統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。 儘管很多專家已對鋼板彈簧懸架系統阻尼比進行了大量研究，然而對於鋼板彈簧懸架系統 阻尼比的計算卻一直沒有給出簡便、準確、可靠的計算方法，大都是採用有限元分析計算、 仿真的方法對鋼板彈簧懸架系統阻尼比進行計算，然後利用反覆試驗和修改的方法，最終 得到某車輛鋼板彈簧懸架系統的阻尼比。隨著汽車行業的快速發展，目前車輛鋼板彈簧懸 架系統阻尼比的計算方法，不能滿足鋼板彈簧懸架發展及平順性、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阻尼比的分析計算方法，即根 據懸架鋼板彈簧加載和卸載下的變形試驗數據，通過對試驗數據的分析和處理，得到車輛 鋼板彈簧懸架系統的阻尼比，同時降低設計及試驗費用，並且加快車輛鋼板彈簧懸架系統 阻尼比的計算速度。


【發明內容】

[0003] 針對上述現有技術中存在的缺陷，本發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，本發明所提供的車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比的分析計 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，根據在額定載荷下單輪鋼板彈簧懸架的簧上質量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組及變形數組，分別為：
[0007] F = {卩⑴}，X = {叉⑴}，其中 i = 1，2,3，…，η ;
[0008] 其中，η為一個周期循環試驗中所採集的載荷數據或位移數據的個數；
[0009] (2)懸架鋼板彈簧剛度Κ的分析計算：
[0010] 根據步驟（1)中所得到的載荷數組F= {F(i)}及變形數組X= |x(i)}，分別對加 載試驗過程和卸載試驗過程中得到的數據進行曲線擬合分析，得到懸架鋼板彈簧的剛度， 具體步驟如下：
[0011] A步驟：根據步驟⑴中加載試驗過程所得到的載荷數據和位移數據，擬合得到鋼 板彈簧加載過程的直線斜率I;
[0012] B步驟：根據步驟⑴中卸載試驗過程所得到的載荷數據和位移數據，擬合得到鋼 板彈簧卸載過程的直線斜率K2 ;
[0013] C步驟：根據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，根據在額定載荷下單輪鋼板彈簧懸架的簧上質量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組及變形數組，分別為： F = {F(i)}, X = {x(i)}，其中 i = 1，2,3，…，η ; 其中，η為一個周期循環試驗中所採集的載荷數據或位移數據的個數； (2) 懸架鋼板彈簧剛度Κ的分析計算： 根據步驟（1)中所得到的載荷數組F= {F(i)}及變形數組X= |x(i)}，分別對加載試 驗過程和卸載試驗過程中得到的數據進行曲線擬合分析，得到懸架鋼板彈簧的剛度，具體 步驟如下： A步驟：根據步驟（1)中加載試驗過程所得到的載荷數據和位移數據，擬合得到鋼板彈 簧加載過程的直線斜率I ; B步驟：根據步驟（1)中卸載試驗過程所得到的載荷數據和位移數據，擬合得到鋼板彈 簧卸載過程的直線斜率K2 ; C步驟：根據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過程中所消耗功W的計算： 根據步驟（1)中試驗所得到的載荷數組F= {F(i)}和變形數組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試驗中所消耗的功W進行計算，即： (4) 鋼板彈簧等效阻尼係數Cd的計算： 根據車輛參數，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 效阻尼係數Cd進行計算，具體步驟如下： I步驟：根據車輛單輪懸架的簧上質量m2，及步驟（2)中得到的K，確定鋼板彈簧懸架系 統的固有頻率f〇,即：
II步驟：根據車輛懸架鋼板彈簧正常工作狀態下的最大動撓度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III步驟中所確定的V，I步驟中確定的鋼板彈簧懸架系統的固有頻率&， 及步驟（3)中計算得到的W，確定鋼板彈簧的等效阻尼係數(^，即：
(5)車輛鋼板彈簧懸架系統阻尼比ξ ^的計算： 根據車輛單輪懸架的簧上質量m2，步驟（2)中得到的Κ，及步驟（4)中所確定的鋼板彈 簧的等效阻尼係數Cd，對車輛鋼板彈簧懸架系統的阻尼比進行計算，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 優先權日:2014年9月3日
【發明者】於曰偉, 周長城, 宋群, 潘禮軍, 張雲山 申請人:山東理工大學