理论教育 车辆悬架弹性力学解析计算理论及叠加阀片等效拆分实例

车辆悬架弹性力学解析计算理论及叠加阀片等效拆分实例

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于其他叠加阀片的厚度和片数的设计,可以遵循当量厚度相等原则,按照相同的方法进行设计。只要最厚叠加阀片所受的最大应力能满足应力强度要求,其他阀片也将满足应力强度要求。因此,叠加阀片拆分设计是合理的。

车辆悬架弹性力学解析计算理论及叠加阀片等效拆分实例

例如,某油气弹簧节流阀片的外半径rb=40mm,内径ra=27.5mm,设计厚度h=0.5mm,半径比rb/ra=1.455,阀片材料的弹性模型E=200GPa,泊松比μ=0.3,开阀压力p=0.5826MPa,节流阀片的最大许用应力[σ]=1000MPa。

1.设计厚度节流阀片的最大应力

利用阀片应力“长城”系数法,根据第4章中的阀片应力解析计算式(4-16),可以计算得到单片设计厚度节流阀片的最大径向应力为

σmax=1294MPa

可知σmax>[σ],即节流阀片单片最大应力σmax已经超出了节流阀片的许用应力[σ],因此必须将设计的单片节流阀片拆分为多片叠加阀片。

2.最厚叠加阀片的厚度设计

根据阀片拆分的最厚阀片设计应力要求,可知最厚节流阀片的厚度必须小于hmax,即

因此,取最厚节流阀片的厚度h1=0.35mm。

3.最厚叠加阀片的片数设计

根据相同厚度节流阀片叠加当量厚度的计算公式h3=n1h31,可以得到最厚叠加阀片的片数n1

n1圆整,取n1=2。因此,叠加阀片最厚叠加阀片的厚度设计为0.35mm,片数设计为2片。(www.daowen.com)

对于其他叠加阀片的厚度和片数的设计,可以遵循当量厚度相等原则,按照相同的方法进行设计。对设计厚度为0.5mm的节流阀片,拆分设计的各叠加阀片厚度和片数分别为:h1=0.35mm,n1=2;h2=0.3mm,n2=1;h3=0.2mm,n3=1;h4=1.5mm,n4=1。

4.叠加阀片等效厚度验证

根据叠加阀片等效厚度计算公式,设计叠加阀片的等效厚度为

由此可知,拆分设计叠加阀片的等效厚度非常接近原单片设计阀片的厚度,精度达到原设计厚度的99.77%,说明该设计阀片拆分为叠加阀片的设计是正确的。

5.叠加节流阀片最大应力验证

根据各叠加阀片最大应力与叠加阀片厚度之间的关系可知,所受应力最大的叠加阀片一定是最厚的叠加阀片,因此,只需验证最厚叠加阀片上所受的最大应力即可。只要最厚叠加阀片所受的最大应力能满足应力强度要求,其他阀片也将满足应力强度要求。

根据叠加阀片应力与厚度的关系,最厚叠加阀片的最大应力为

σ1max=898.8MPa

由此可知,拆分设计叠加阀片最厚叠加阀片所受的最大应力比原单片设计阀片降低了29.96%,满足了强度要求σ1max<[σ]。因此,叠加阀片拆分设计是合理的。

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