(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211194527.3 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 徐州徐工矿业机 械有限公司 地址 221005 江苏省徐州市徐州经济开发 区和平大道169号 (72)发明人 张炜　崔慕春　索建行　 (74)专利代理 机构 徐州市三联专利事务所 32220 专利代理师 陈帅 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种板簧悬挂系统有限元建模方法 (57)摘要 本发明提供了一种板簧悬挂系统有限元建 模方法， 相比现有技术， 本发明充分考虑到板间 摩擦和动刚度特性， 从而获得准确的悬挂系统刚 度。 包括以下步骤： 将板簧悬挂从中心处分解为 左右对称的两部分子结构， 对单侧子结构进行刚 度计算， 分别构建计算模型获取静挠度分量， 建 立极限工 况下最大动载系数的计算模 型， 获取板 簧悬挂子 结构的动态刚度， 以弧形梁 单元和弹簧 单元为媒介， 考虑板簧横向窜动和骑马螺栓夹紧 效应， 建立 建立宽体车悬挂系统的七点有限元模 型。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115544654 A 2022.12.30 CN 115544654 A 1.一种板簧悬挂系统有限元建模方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 将板簧悬挂从中心处分解为左右对称的两部分子结构， 对单侧子结构进行刚度计 算， 将板簧悬挂整体挠度dstatic分解为： (1)由车架满载时板簧支座垂向力作用产生的垂向力分片静挠度分量dt； (2)由任意相邻的两片板簧法向相互作用产生的法向力分片静挠度分量dN； (3)由任意相邻的两片板簧间摩擦力构成的层间弯 矩产生的弯 矩分片静挠度分量dM； S2： 构建的由车架满载时板簧支座垂向力作用产生的垂向力分片静挠度分量dt的计算 模型， 获取垂向力分片静挠度分量dt； S3： 构建由任意相邻的两片板簧法向相互作用产生的法向力分片静挠度分量dN的计算 模型， 获取法向力分片静挠度分量dN； S4： 构建由任意相邻的两片板簧间摩擦力构 成的层间弯矩产生的弯矩分片静挠度分量 dM的计算模型， 获取弯 矩分片静挠度分量dM； S5： 建立极限工况下最大动载系数的计算模型dstatic(F)＝dt+dN+dM， 获取板簧悬挂子结 构的动态刚度； S6： 以弧形梁单元和弹簧单元为媒介， 考虑板簧横向窜动和骑马螺栓夹紧效应， 建立建 立宽体车 悬挂系统的七点有限元模型： 七点有限元模型包含一根弧形长梁(A、 B两点)， 模拟板簧悬挂弧高； 长梁一端连接一个 铅垂方向的弹簧， 刚度为Kv， 另一端连接两个分别是垂向和横向布置的弹簧， 刚度分别为Kv 和Kt， 用以模拟悬挂系统在铅垂方向的运动和横向窜动； 长梁中间被骑马螺栓夹紧区域设 置一个稳定的三角结构(E、 F、 G三点)， 长梁中间额外增加一个节 点引出一根向下的梁， 模拟 车轮(C、 D两点)。 2.根据权利要求1所述的一种板簧悬挂系统有限元建模方法， 其特征在于： 所述的步骤 S2中， 获取垂向力分片静挠度分量dt的方法为： 其中， Itotal为板簧子结构整体截面系数， 式中， n为簧片片数， Li为第i片簧片的长度， ci为第i片簧片端部隔离垫的长度， b为簧片 宽度， h为 簧片高度， F为板簧受到支座的作用力， E为弹簧钢的弹性模量。 3.根据权利要求1所述的一种板簧悬挂系统有限元建模方法， 其特征在于： 所述的步骤 S3中， 获取法向力分片静挠度分量dN的方法为： 式中， n为簧片片数， Li为第i片簧片的长度， ci为第i片簧片端部隔离垫的长度， b为簧片 宽度， h为 簧片高度， E为弹簧钢的弹性模量， Fi， N为第i片簧片受到法向朝下的分力。 4.根据权利要求1所述的一种板簧悬挂系统有限元建模方法， 其特征在于： 所述的步骤 S4中， 获取弯 矩分片静挠度分量dM的方法为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115544654 A 2式中， n为簧片片数， Li为第i片簧片的长度， ci为第i片簧片端部隔离垫的长度， b为簧片 宽度， h为 簧片高度， E为弹簧钢的弹性模量， Mi为第i片簧片层间弯 矩。 5.根据权利要求1所述的一种板簧悬挂系统有限元建模方法， 其特征在于： 所述的步骤 S5的具体方法为： 选取车辆实际运行 的极限路况模型来计算最大动荷载， 获取最大动荷载 Fd， max， 则板簧子结构的动刚度Kd为： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115544654 A 3