圆柱形悬架螺旋弹簧参数化建模

罗谢盼，李奕宝，樊义祥

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 511434）

引言

汽车悬架弹簧是悬架系统中非常重要的弹性元件，起到支撑车身重量，缓冲路面冲击的作用[1]。悬架弹簧一般分为板簧、扭杆弹簧、螺旋弹簧等结构类型。螺旋弹簧应用广泛，具有重量轻、性价比高的特点。螺旋弹簧通过弹簧垫或者弹簧托盘连接悬架和车身，通常具有不同类型和不同尺寸的接口，底盘调校也需要将弹簧设计成不同高度或者不同圈数的弹簧，因此弹簧的模型建立存在较多种类的变化，有必要整理出一套参数化的建模方法以提升设计效率。过往弹簧参数化建模相关文献能实现某些形状单一的弹簧建模，比如一些拉/压簧标准件，但是无法设计出形状复杂的悬架弹簧模型[2-4]。

本文以悬架螺旋弹簧为研究对象，通过弹簧形状控制参数分解和建立形状控制函数，并通过编制程序输出形状点位坐标，3D建模软件读取坐标建立螺旋曲线实现参数化建模。

1 悬架螺旋弹簧结构类型和参数分解

如图1和图2所示，悬架螺旋弹簧端圈接口参数可以分为：平端与截距端，内缩与不内缩，两种结构可以相互组合为平端内缩、平端不内缩、截距端内缩、截距端不内缩四种类型。

图1 端圈内缩与不内缩示意

图2 端圈截距端和平端示意

螺旋弹簧除了接口形式以外，还包括了不同高度、不同直径、不同圈数等差异，综上，整理弹簧主要参数如下：

高度：弹簧在某一特定负载下的高度。……