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、電子設備及介質。

背景技術：

1、針對使用平衡橋式的整車產(chǎn)品，其在整車運行工況下的姿態(tài)及剛強度表現(xiàn)與懸架及板簧總成密切相關，在開展整車剛度及強度仿真分析中，建立科學、可靠的板簧總成模型對提高仿真分析的可靠性具有重要影響。目前大多針對卷耳式板簧開展建模與剛度分析研究，針對平衡橋式板簧的研究相對較少，致使對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動行為、接觸關系表達等方面存在不足。

2、專利申請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)格離散的方法構建板簧模型，對板簧片之間的接觸使用共節(jié)點的方式進行處理，各板簧片之間不存在相對運動，僅對構成的板簧整體進行靜剛度分析，這與板簧實際運動行為不符。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術不足，提供了一種平衡橋式板簧建模方法、電子設備及介質，對平衡橋式板簧的建模及剛度分析更具針對性。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：

3、一種平衡橋式板簧建模方法，包括以下實現(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置間隙單元，建立所述板簧片之間的接觸關系；

9、建立所述平衡橋式板簧的多個剛性連接單元，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和從點沿平衡橋式板簧前后方向的平動自由度；

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

11、進行仿真分析，判斷所述平衡橋式板簧的剛度是否滿足預設條件；

12、若是，則確定所述平衡橋式板簧建模完成。

13、本發(fā)明的板簧接觸關系使用間隙單元，可針對板簧系統(tǒng)進行考慮接觸關系的剛度分析，在不影響板簧垂向運動及剛度表現(xiàn)的情況下可避免出現(xiàn)計算的收斂性問題；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自由度的方式來表征板簧片之間的運動關系，更符合板簧的實際運動行為，具有簡單方便、實用性好的優(yōu)勢。

14、進一步地，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u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點為起點，分別向兩側各延伸第一距離的區(qū)域。

15、板簧在實際運動過程中依靠板簧片之間的相互接觸實現(xiàn)載荷傳遞，接觸區(qū)域較小影響板簧片運動狀態(tài)的真實性，接觸區(qū)域過大使得非線性接觸探測及計算過程復雜、計算周期較長，甚至會出現(xiàn)計算不收斂的情形。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、板簧剛度計算精度及計算效率。

16、進一步地，以中心螺栓幾何中心為主點，兩個u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點之間的所有節(jié)點為從點，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、各板簧片的端面上所有節(jié)點為從點，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為主點，相鄰上層板簧片的端面中心點為從點，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運動關系。

19、進一步地，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系x、y和z的平動自由度及繞x和z的轉動自由度，另一端約束沿整車坐標系y、z的平動自由度及繞x和z的轉動自由度。

20、進一步地，所述載荷等于設計剛度值。

21、進一步地，所述進行仿真分析，判斷所述平衡橋式板簧的剛度是否滿足預設條件的過程包括：

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設要求，否則調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)明設置了載荷與設計剛度值相等，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際剛度與設計剛度的差異，簡單、方便的了解模型的剛度。

24、基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明還提供了一種電子設備，包括：

25、一個或多個處理器；

26、存儲器，其上存儲有一個或多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)平衡橋式板簧建模方法的步驟。

27、基于同一發(fā)明構思，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質，其存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)平衡橋式板簧建模方法的步驟。

28、相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果：

29、1、本發(fā)明的板簧接觸關系使用間隙單元，可針對板簧系統(tǒng)進行考慮接觸關系的剛度分析，在不影響板簧垂向運動及剛度表現(xiàn)的情況下可避免出現(xiàn)計算的收斂性問題。

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自由度的方式來表征板簧片之間的運動關系，更符合板簧的實際運動行為，具有簡單方便、實用性好的優(yōu)勢。

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、板簧剛度計算精度及計算效率。

技術特征：

1.一種平衡橋式板簧建模方法，其特征在于，包括以下實現(xiàn)過程：

2.根據(jù)權利要求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u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點為起點，分別向兩側各延伸第一距離的區(qū)域。

3.根據(jù)權利要求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，兩個u型螺栓外輪廓沿平衡橋式板簧側面方向與平衡橋式板簧的中間水平面的交點之間的所有節(jié)點為從點，建立板簧中部剛性連接單元；

4.根據(jù)權利要求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系x、y和z的平動自由度及繞x和z的轉動自由度，另一端約束沿整車坐標系y、z的平動自由度及繞x和z的轉動自由度。

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

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

7.一種電子設備，其特征在于，包括：

8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1-6任一項所述方法的步驟。

技術總結
本發(fā)明提供了一種平衡橋式板簧建模方法、電子設備及介質，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系，可針對板簧系統(tǒng)進行考慮接觸關系的剛度分析，在不影響板簧垂向運動及剛度表現(xiàn)的情況下可避免出現(xiàn)計算的收斂性問題；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自由度的方式來表征板簧片之間的運動關系，更符合板簧的實際運動行為，具有簡單方便、實用性好的優(yōu)勢；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、板簧剛度計算精度及計算效率。

技術研發(fā)人員：朱紅軍,陳祥仕,呂近添,曹紅軍
受保護的技術使用者：中車時代電動汽車股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9