1.高分子弹性元件缓冲器用曲面隔片内凹曲面的设计方法,曲面隔片的内凹曲面是由内凹曲线旋转形成的面,其特征在于:所述内凹曲面的设计是设计曲面隔片纵剖面的内凹外廓曲线;所述设计曲面隔片纵剖面的内凹外廓曲线方法包括曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线设计和对曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线修正;所述曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线设计包括以下步骤:
1)根据高分子弹性元件纵剖面原始外廓曲线设计曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线,先测量高分子弹性元件原始外廓曲线,并据测量的高分子弹性元件原始外廓曲线作出高分子弹性元件的纵剖面,高分子弹性元件的纵剖面的原始外廓曲线是以高分子弹性元件纵剖面垂直中心线左右对称、以高分子弹性元件纵剖面水平中心线上下对称的曲线,以右侧下部的曲线为高分子弹性元件单元曲线,单元曲线由一端高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的直线段(8)、一段高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的中间曲线段(9)和一段高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的端部曲线段(10)构成,高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的直线段(8)一端与高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的中间曲线段(9)一端相连,高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的中间曲线段(9)另一端与高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的端部曲线段(10)相连,取高分子弹性元件纵剖面图的单元曲线的高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的直线段(8)和高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的中间曲线段(9)为曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线,即曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线包括隔片直线段和隔片曲线段,隔片直线段和隔片曲线段与高分子弹性元件纵剖面单元曲线的高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的直线段(8)和高分子弹性元件纵剖面外廓曲线的中间曲线段(9)对应;
2)在曲面隔片纵剖面图上,以隔片直线段与隔片曲线段连接点为原点建立平面直角坐标系,用曲线拟合方法将所述隔片曲线段拟合为幂函数曲线,其幂函数的方程式是式中,y为纵坐标,x为横坐标,k为方程系数,与隔片曲线段的高度H和隔片曲线段的长度L相关,m0是指数,与高分子弹性元件的物理参数相关;以幂函数曲线为隔片曲线段;
所述对曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线修正包括以下步骤:
3)在计算机上用测取高分子弹性元件外廓曲线的高分子弹性元件和平面隔片建立高分子弹性元件缓冲器三维模型,应用有限元法对高分子弹性元件缓冲器三维模型进行实际工况物理仿真,得出高分子弹性元件受载变形后的外廓曲线,作出高分子弹性元件受载变形后纵剖面外廓曲线,在单元曲线区域内,以高分子弹性元件直线段与受载变形后中间曲线段连接点为原点建立平面直角坐标系,对单元曲线中的中间曲线段用曲线拟合法得到变形后的中间曲线段的幂函数曲线,幂函数的方程式为式中,y1和x1为纵坐标和横坐标,k1为方程系数,与高分子弹性元件变形后中间曲线段的高度H1和变形后中间曲线段的长度L1相关,m1是指数,与高分子弹性元件的物理参数相关;
以
为隔片曲线段,其一端与直线段相连的曲线就是曲面隔片纵剖面内凹曲线的对照内凹外廓曲线;
4)根据曲面隔片纵剖面的基础内凹外廓曲线和对照内凹外廓曲线,设隔片曲线段的第一次修正曲线的方程为式中,
m2=(m0+m1)/j,j=1.25~2
H>H2>H1;
L1>L2>L;
y2和x2分别是纵坐标和横坐标,k2为方程系数,与隔片曲线段的修正曲线的高度H2和隔片曲线段的修正曲线的长度L2相关,m2是指数,与高分子弹性元件的物理参数相关;H1为对照曲线的曲线段高度,H2为隔片第一次修正曲线段的高度,H为基础曲线的曲线段的高度,L1为对照曲线的曲线段长度,L2为隔片第一次修正曲线段的长度,L为基础曲线的曲线段的长度,j为指数调整系数;
以 为隔片曲线段,其一端与直线段相连的曲线就
是第一次修正曲面隔片纵剖面内凹曲线的修正内凹外廓曲线;
对曲面隔片纵剖面的第二次修正至第n次修正包括以下步骤:
5)在计算机上用第一次修正的内凹外廓曲线建立的曲面隔片三维模型和高分子弹性元件三维模型建立仿真曲面隔片高分子弹性元件缓冲器三维模型,用有限元法对仿真曲面隔片高分子弹性元件缓冲器三维模型进行实际工况物理仿真,得出高分子弹性元件受载变形后的外廓曲线,取高分子弹性元件受载变形后纵剖面外廓曲线的单元曲线中的中间曲线段为对照曲线,在单元曲线区域内,以高分子弹性元件受载变形后直线段与中间曲线段连接点为原点建立平面直角坐标系,在坐标系中,经过曲线拟合对照曲线为幂函数曲线,幂函数的方程式为式中,
H>H3>H2;
L2>L3>L;
y3和x3分别是纵坐标和横坐标,k3为方程系数,与高分子弹性元件受载变形后外廓曲线的中间曲线的高度H3和高分子弹性元件受载变形后外廓曲线的中间曲线的长度L3相关,m3是指数,与高分子弹性元件的物理参数相关;
根据高分子弹性元件受载变形后纵剖面外廓曲线中的对照曲线方程
修正隔片曲线段的第一次修正曲线方程
得隔片曲线段的第二次修正曲线方程
m4=(m2+m3)/j,j=1.25~2
H>H4>H3;
L3>L4>L;
y4和x4分别是纵坐标和横坐标,k4为方程系数,与隔片曲线段的修正曲线的高度H4和隔片曲线段的修正曲线的长度L4相关,m4是指数,与高分子弹性元件的物理参数相关;j为指数调整系数;
6)分别用第二次修正曲线方程至第n次修正曲线方程建立的曲面隔片三维模型和高分子弹性元件三维模型建立仿真曲面隔片高分子弹性元件缓冲器三维模型,重复步骤5)的用有限元法对仿真曲面隔片高分子弹性元件缓冲器三维模型进行实际工况物理仿真后的操作,对隔片曲线段的修正曲线方程修正n次,至隔片曲线段的修正曲线与高分子弹性元件受载变形后的纵剖面外廓曲线的中间曲线段达到设计规定的重合精度,得隔片曲线段的最终曲线方程式中
m2n=(m2n‑2+m2n‑1)/j,j=1.25~2
H>H2n>H2n‑1
L2n‑1>L2n>L
y2n和x2n分别是纵坐标和横坐标,k2n为方程系数,与隔片曲线段的修正曲线的高度H2n和隔片曲线段的修正曲线的长度L2n相关,m2n是指数,与高分子弹性元件的物理参数相关;j为指数调整系数,n为修正次数,是大于等于1的正整数;
7)以隔片曲线段的最终曲线与直线相连接构成的曲线为曲面隔片纵剖面的内凹外廓曲线,以曲面隔片纵剖面的中心线为轴,将曲面隔片纵剖面的内凹外廓曲线旋转一周,得到曲面隔片的内凹曲面。