本發(fā)明屬于車輛領(lǐng)域，具體涉及一種板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化方法、裝置、終端及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、板簧系統(tǒng)是車輛懸架系統(tǒng)主要的承載件及緩沖件，其性能直接影響著車輛的行駛安全性和舒適性。整個(gè)板簧系統(tǒng)包含多個(gè)重要部件，如壓板、板簧總成、軸殼、u?型螺栓等，它們相互協(xié)作，共同承擔(dān)著車輛在行駛過程中所承受的各種載荷，包括來自路面的沖擊、車輛自身的重量以及加減速和轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的慣性力等。其中，板簧中心孔是板簧系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位，它承受著復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，一旦出現(xiàn)失效問題，會(huì)對整個(gè)懸架系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2、在實(shí)際的車輛使用和售后維護(hù)中發(fā)現(xiàn)，板簧中心孔失效在所有板簧系統(tǒng)失效問題中占比較高。板簧中心孔失效現(xiàn)象的發(fā)生通常伴隨著?u?型螺栓預(yù)緊力的大幅衰減，這可能是由于多種因素導(dǎo)致的，例如車輛長期在惡劣路況下行駛，不斷受到強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊，使得?u?型螺栓預(yù)緊力逐漸減小，導(dǎo)致板簧中心孔所受應(yīng)力發(fā)生變化。而板簧中心孔失效后，往往無法通過簡單的維修來解決，需要重新更換板簧，不僅會(huì)造成車輛的停機(jī)時(shí)間增加，影響用戶的正常使用，而且大幅提高了售后維護(hù)成本。

3、目前對于解決中心孔失效問題，大概有如下幾種方案：1、選用更高強(qiáng)度板簧；2、加大緊固力矩，同時(shí)增加防松措施，需要用戶按時(shí)間節(jié)點(diǎn)定期進(jìn)行復(fù)緊。但是選用更高強(qiáng)度的板簧會(huì)影響車輛操穩(wěn)性能，加大緊固力矩對u型螺栓強(qiáng)度要求較高，容易造成螺栓斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化方法、裝置、終端及介質(zhì)，結(jié)合有限元仿真，通過提升板簧壓板剛度降低板簧中心孔應(yīng)力，從而解決板簧中心孔斷裂問題，提高車輛運(yùn)行安全性，降低運(yùn)營維護(hù)成本。

2、第一方面，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化方法，包括以下步驟：

3、步驟1，在有限元仿真軟件中建立板簧系統(tǒng)仿真模型；

4、步驟2，將規(guī)定u型螺栓緊固力矩轉(zhuǎn)換為u型螺栓軸向預(yù)緊力；

5、步驟3，按照u型螺栓軸向預(yù)緊力及板簧最大垂向載荷，對板簧系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算，讀取u型螺栓軸向預(yù)緊力未衰減前板簧中心孔應(yīng)力，記為第一板簧中心孔應(yīng)力；

6、步驟4，將u型螺栓軸向預(yù)緊力進(jìn)行衰減，之后重新執(zhí)行按照u型螺栓軸向預(yù)緊力及板簧最大垂向載荷，對板簧系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算的步驟，讀取u型螺栓軸向預(yù)緊力衰減后板簧中心孔應(yīng)力，記為第二板簧中心孔應(yīng)力；

7、步驟5，通過調(diào)整壓板彈性模量使得第二板簧中心孔應(yīng)力和第一板簧中心孔應(yīng)力一致，記錄調(diào)整前后壓板彈性模量；

8、步驟6，調(diào)整壓板截面高度使得壓板截面慣性矩增幅與步驟5所記錄壓板彈性模量的調(diào)整前后增幅相同，實(shí)現(xiàn)對板簧系統(tǒng)強(qiáng)度的優(yōu)化。

9、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，步驟2將規(guī)定u型螺栓緊固力矩轉(zhuǎn)換為u型螺栓軸向預(yù)緊力，具體包括：

10、參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)對應(yīng)u型螺栓強(qiáng)度及直徑確定u型螺栓緊固力矩；

11、按照以下公式計(jì)算u型螺栓軸向預(yù)緊力，

12、

13、其中，為u型螺栓緊固力矩，為扭矩系數(shù)，為u型螺栓軸向預(yù)緊力，為u型螺栓外螺紋大徑的基本尺寸。

14、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，步驟5具體包括：

15、步驟5.1，記錄第一板簧中心孔應(yīng)力對應(yīng)的初始壓板彈性模量；

16、步驟5.2，通過逐步迭代方式調(diào)整壓板彈性模量以改變第二板簧中心孔應(yīng)力；

17、步驟5.2.1，確定初始迭代步長；

18、步驟5.2.2，進(jìn)行第一次迭代：將壓板彈性模量更新為，并將更新后的彈性模量代入板簧系統(tǒng)仿真模型中進(jìn)行仿真計(jì)算；

19、步驟5.2.3，讀取更新后的第二板簧中心孔應(yīng)力；

20、步驟5.2.4，比較更新后的第二板簧中心孔應(yīng)力與第一板簧中心孔應(yīng)力的大小，如果更新后的第二板簧中心孔應(yīng)力大于第一板簧中心孔應(yīng)力，將迭代步長變?yōu)?，將壓板彈性模量更新為；如果更新后的第二板簧中心孔?yīng)力小于第一板簧中心孔應(yīng)力，保持迭代步長為，將壓板彈性模量更新為；將更新后的彈性模量代入板簧系統(tǒng)仿真模型中進(jìn)行仿真計(jì)算，以此類推直到滿足步驟5.3的條件；

21、步驟5.3，當(dāng)?shù)诙寤芍行目讘?yīng)力與第二板簧中心孔應(yīng)力相同時(shí)，記錄此時(shí)的壓板彈性模量。

22、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，步驟6具體包括：

23、計(jì)算調(diào)整壓板截面高度之前壓板彈性模量對應(yīng)的壓板截面慣性矩；

24、保持初始壓板彈性模量不變，調(diào)整壓板截面高度重新計(jì)算壓板截面慣性矩，使得優(yōu)化后的壓板截面慣性矩滿足以下公式，

25、

26、基于壓板截面慣性矩和公式（2）確定調(diào)整壓板截面高度的具體值。

27、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，計(jì)算調(diào)整壓板截面高度之前壓板彈性模量對應(yīng)的壓板截面慣性矩，具體包括：

28、獲取初始壓板高度、中間鏤空區(qū)域初始高度和中間鏤空區(qū)域長度；

29、通過以下公式計(jì)算壓板初始截面形心沿z軸的高度，

30、

31、通過以下公式計(jì)算壓板初始截面面積，

32、

33、通過以下公式計(jì)算壓板截面慣性矩，

34、。

35、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，調(diào)整壓板截面高度重新計(jì)算壓板截面慣性矩，具體包括：

36、記調(diào)整壓板需要加高的厚度為；

37、獲取調(diào)整壓板加高厚度后中間鏤空區(qū)域優(yōu)化高度；

38、通過以下公式計(jì)算壓板優(yōu)化截面形心沿z軸的高度，

39、

40、通過以下公式計(jì)算壓板優(yōu)化截面面積，

41、

42、通過以下公式計(jì)算壓板截面慣性矩，

43、。

44、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，步驟4中按照將預(yù)緊力衰減25%的比例將u型螺栓軸向預(yù)緊力進(jìn)行衰減。

45、第二方面，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化裝置，包括：

46、預(yù)緊力轉(zhuǎn)換模塊，用于將規(guī)定u型螺栓緊固力矩轉(zhuǎn)換為u型螺栓軸向預(yù)緊力；

47、第一板簧中心孔應(yīng)力讀取模塊，用于按照u型螺栓軸向預(yù)緊力及板簧最大垂向載荷，對板簧系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算，讀取u型螺栓軸向預(yù)緊力未衰減前板簧中心孔應(yīng)力，記為第一板簧中心孔應(yīng)力；

48、第二板簧中心孔應(yīng)力讀取模塊，用于將u型螺栓軸向預(yù)緊力進(jìn)行衰減，之后重新執(zhí)行按照u型螺栓軸向預(yù)緊力及板簧最大垂向載荷，對板簧系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算的步驟，讀取u型螺栓軸向預(yù)緊力衰減后板簧中心孔應(yīng)力，記為第二板簧中心孔應(yīng)力；

49、壓板彈性模量調(diào)整模塊，用于通過調(diào)整壓板彈性模量使得第二板簧中心孔應(yīng)力和第一板簧中心孔應(yīng)力一致，記錄調(diào)整前后壓板彈性模量；

50、壓板截面高度調(diào)整模塊，用于調(diào)整壓板截面高度使得壓板截面慣性矩增幅與所記錄壓板彈性模量的調(diào)整前后增幅相同，實(shí)現(xiàn)對板簧系統(tǒng)強(qiáng)度的優(yōu)化。

51、第三方面，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種終端，包括：

52、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化程序；

53、處理器，用于執(zhí)行所述板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)所述板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化方法的步驟。

54、第四方面，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化程序，所述板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一項(xiàng)所述板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化方法的步驟。

55、本發(fā)明提供的一種板簧系統(tǒng)強(qiáng)度優(yōu)化方法、裝置、終端及介質(zhì)，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：通過建立板簧系統(tǒng)仿真模型，對不同狀態(tài)下（u?型螺栓軸向預(yù)緊力未衰減和衰減）的板簧中心孔應(yīng)力進(jìn)行精確的仿真計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整壓板的彈性模量和截面慣性矩，進(jìn)而對壓板截面高度進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)對板簧系統(tǒng)強(qiáng)度的優(yōu)化，從根本上改善板簧中心孔的受力情況，降低中心孔失效的概率，減少因中心孔失效而導(dǎo)致的板簧更換需求，從而提高車輛運(yùn)行安全性，避免影響車輛操穩(wěn)性能和u?型螺栓斷裂風(fēng)險(xiǎn)，降低運(yùn)營維護(hù)成本。