本發(fā)明屬于車輛懸架系統(tǒng)，特別是涉及一種平衡橋式板簧建模方法、電子設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、針對(duì)使用平衡橋式的整車產(chǎn)品，其在整車運(yùn)行工況下的姿態(tài)及剛強(qiáng)度表現(xiàn)與懸架及板簧總成密切相關(guān)，在開展整車剛度及強(qiáng)度仿真分析中，建立科學(xué)、可靠的板簧總成模型對(duì)提高仿真分析的可靠性具有重要影響。目前大多針對(duì)卷耳式板簧開展建模與剛度分析研究，針對(duì)平衡橋式板簧的研究相對(duì)較少，致使對(duì)卷耳式板簧施加的邊界條件不適用于平衡橋式板簧，在描述板簧片間的運(yùn)動(dòng)行為、接觸關(guān)系表達(dá)等方面存在不足。

2、專利申請(qǐng)cn115186369a公開了一種板簧建模方法，基于三維數(shù)據(jù)輸入和網(wǎng)格離散的方法構(gòu)建板簧模型，對(duì)板簧片之間的接觸使用共節(jié)點(diǎn)的方式進(jìn)行處理，各板簧片之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，僅對(duì)構(gòu)成的板簧整體進(jìn)行靜剛度分析，這與板簧實(shí)際運(yùn)動(dòng)行為不符。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種平衡橋式板簧建模方法、電子設(shè)備及介質(zhì)，對(duì)平衡橋式板簧的建模及剛度分析更具針對(duì)性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種平衡橋式板簧建模方法，包括以下實(shí)現(xiàn)過程：

4、獲取平衡橋式板簧的三維數(shù)據(jù)、剛度值、彈性模量、材料；所述三維數(shù)據(jù)包括多個(gè)板簧片、u型螺栓、中心螺栓、板簧兩端平直段、板簧兩端端面；

5、采用六面體或四面體單元建立所述平衡橋式板簧的有限元模型；

6、在所述板簧片表面覆蓋一層殼單元；

7、設(shè)置所述平衡橋式板簧的接觸區(qū)域；

8、在所述接觸區(qū)域的相鄰板簧片表面的殼單元之間設(shè)置間隙單元，建立所述板簧片之間的接觸關(guān)系；

9、建立所述平衡橋式板簧的多個(gè)剛性連接單元，所述剛性連接單元包括：板簧中部剛性連接單元、板簧片端面剛性連接單元、板簧片之間剛性連接單元；釋放板簧片之間剛性連接單元的主點(diǎn)和從點(diǎn)沿平衡橋式板簧前后方向的平動(dòng)自由度；

10、在最下層的板簧片端面剛性連接單元的主點(diǎn)處建立自由度約束條件，在板簧中部剛性連接單元的主點(diǎn)處沿垂向施加載荷；

11、進(jìn)行仿真分析，判斷所述平衡橋式板簧的剛度是否滿足預(yù)設(shè)條件；

12、若是，則確定所述平衡橋式板簧建模完成。

13、本發(fā)明的板簧接觸關(guān)系使用間隙單元，可針對(duì)板簧系統(tǒng)進(jìn)行考慮接觸關(guān)系的剛度分析，在不影響板簧垂向運(yùn)動(dòng)及剛度表現(xiàn)的情況下可避免出現(xiàn)計(jì)算的收斂性問題；本發(fā)明在板簧兩端通過建立剛性連接單元并釋放剛性連接單元的平動(dòng)自由度的方式來表征板簧片之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，更符合板簧的實(shí)際運(yùn)動(dòng)行為，具有簡(jiǎn)單方便、實(shí)用性好的優(yōu)勢(shì)。

14、進(jìn)一步地，所述平衡橋式板簧的接觸區(qū)域包括板簧兩端平直段以及兩個(gè)u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側(cè)面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點(diǎn)為起點(diǎn)，分別向兩側(cè)各延伸第一距離的區(qū)域。

15、板簧在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程中依靠板簧片之間的相互接觸實(shí)現(xiàn)載荷傳遞，接觸區(qū)域較小影響板簧片運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的真實(shí)性，接觸區(qū)域過大使得非線性接觸探測(cè)及計(jì)算過程復(fù)雜、計(jì)算周期較長(zhǎng)，甚至?xí)霈F(xiàn)計(jì)算不收斂的情形。本發(fā)明提出的平衡橋式板簧接觸區(qū)域定義方法能兼顧板簧變形行為的合理性、板簧剛度計(jì)算精度及計(jì)算效率。

16、進(jìn)一步地，以中心螺栓幾何中心為主點(diǎn)，兩個(gè)u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側(cè)面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點(diǎn)之間的所有節(jié)點(diǎn)為從點(diǎn)，建立板簧中部剛性連接單元；

17、在各板簧片兩端的端面上，以各板簧片的端面中心為主點(diǎn)、各板簧片的端面上所有節(jié)點(diǎn)為從點(diǎn)，分別建立板簧片端面剛性連接單元；以下層板簧片的端面中心點(diǎn)為主點(diǎn)，相鄰上層板簧片的端面中心點(diǎn)為從點(diǎn)，建立板簧片之間剛性連接單元。

18、通過板簧中部剛性連接單元模擬u型螺栓的夾緊效果；通過板簧片端面剛性連接單元和板簧片之間剛性連接單元模擬板簧片在伸展過程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

19、進(jìn)一步地，所述自由度約束條件包括最下層板簧片的一端約束沿整車坐標(biāo)系x、y和z的平動(dòng)自由度及繞x和z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，另一端約束沿整車坐標(biāo)系y、z的平動(dòng)自由度及繞x和z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。

20、進(jìn)一步地，所述載荷等于設(shè)計(jì)剛度值。

21、進(jìn)一步地，所述進(jìn)行仿真分析，判斷所述平衡橋式板簧的剛度是否滿足預(yù)設(shè)條件的過程包括：

22、通過仿真分析所述板簧中部剛性連接單元主點(diǎn)的垂向位移量，若垂向位移量等于1mm，則所述平衡橋式板簧的剛度滿足預(yù)設(shè)要求，否則調(diào)整所述平衡橋式板簧的彈性模量，使垂向位移量等于1mm。

23、剛度＝載荷/位移，本發(fā)明設(shè)置了載荷與設(shè)計(jì)剛度值相等，因此只需要查看位移量是否為1mm，就可以直觀判斷建立的板簧模型的實(shí)際剛度與設(shè)計(jì)剛度的差異，簡(jiǎn)單、方便的了解模型的剛度。

24、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括：

25、一個(gè)或多個(gè)處理器；

26、存儲(chǔ)器，其上存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述一個(gè)或多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)平衡橋式板簧建模方法的步驟。

27、基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)平衡橋式板簧建模方法的步驟。

28、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果：

29、1、本發(fā)明的板簧接觸關(guān)系使用間隙單元，可針對(duì)板簧系統(tǒng)進(jìn)行考慮接觸關(guān)系的剛度分析，在不影響板簧垂向運(yùn)動(dòng)及剛度表現(xiàn)的情況下可避免出現(xiàn)計(jì)算的收斂性問題。

30、2、本發(fā)明在板簧兩端通過建立剛性連接單元并釋放剛性連接單元的平動(dòng)自由度的方式來表征板簧片之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，更符合板簧的實(shí)際運(yùn)動(dòng)行為，具有簡(jiǎn)單方便、實(shí)用性好的優(yōu)勢(shì)。

31、3、本發(fā)明的平衡橋式板簧接觸區(qū)域定義能兼顧板簧變形行為的合理性、板簧剛度計(jì)算精度及計(jì)算效率。

技術(shù)特征：

1.一種平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，包括以下實(shí)現(xiàn)過程：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，所述平衡橋式板簧的接觸區(qū)域包括板簧兩端平直段以及兩個(gè)u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側(cè)面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點(diǎn)為起點(diǎn)，分別向兩側(cè)各延伸第一距離的區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，以中心螺栓幾何中心為主點(diǎn)，兩個(gè)u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側(cè)面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點(diǎn)之間的所有節(jié)點(diǎn)為從點(diǎn)，建立板簧中部剛性連接單元；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，所述自由度約束條件包括最下層板簧片的一端約束沿整車坐標(biāo)系x、y和z的平動(dòng)自由度及繞x和z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，另一端約束沿整車坐標(biāo)系y、z的平動(dòng)自由度及繞x和z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，所述載荷等于設(shè)計(jì)剛度值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，所述進(jìn)行仿真分析，判斷所述平衡橋式板簧的剛度是否滿足預(yù)設(shè)條件的過程包括：

7.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種平衡橋式板簧建模方法、電子設(shè)備及介質(zhì)，本發(fā)明的平衡橋式板簧建模方法采用間隙單元建立板簧片接觸關(guān)系，可針對(duì)板簧系統(tǒng)進(jìn)行考慮接觸關(guān)系的剛度分析，在不影響板簧垂向運(yùn)動(dòng)及剛度表現(xiàn)的情況下可避免出現(xiàn)計(jì)算的收斂性問題；本發(fā)明在板簧兩端通過建立剛性連接單元并釋放剛性連接單元的平動(dòng)自由度的方式來表征板簧片之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，更符合板簧的實(shí)際運(yùn)動(dòng)行為，具有簡(jiǎn)單方便、實(shí)用性好的優(yōu)勢(shì)；本發(fā)明通過平衡橋式板簧接觸區(qū)域定義能兼顧板簧變形行為的合理性、板簧剛度計(jì)算精度及計(jì)算效率。

技術(shù)研發(fā)人員：朱紅軍,陳祥仕,呂近添,曹紅軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9