李嘉鹏，田中旭

（1.中煤科工集团 上海有限公司，上海 200030，2.上海海洋大学 工程学院，上海 201306）

0 引言

板簧扭振减振器因其可靠性高、减振性能优良、防腐蚀性等特点，在船用柴油机领域中广泛使用。其主要结构包括惯性块、弹性部件和阻尼部件等零件。比较早期的板簧减振器刚度计算模型是文献[1]给出的，也只能计算线性刚度，且簧片厚度须依次满足固定的厚度比。文献[2]推导出单片簧片的线性刚度，多片簧片的刚度则可视为所有簧片的刚度叠加。以上计算都是基于Euler-Bernoulli 梁模型，也没有考虑簧片与限位块的接触、簧片层间的相互作用，以及轴向和剪切变形等因素。田中旭等基于Euler-Bernoulli 梁模型[3]给出了板簧扭振减振器弯曲应力和扭转刚度的直接计算公式。目前，对渐变刚度钢板弹簧的计算方法[4-7]虽然不少，但其力学性质仍以经验公式总结和宏观力学性质测试为主要确定方法，计算精度不高，限制了减振器对工程应用的支持等多个方面。本研究基于Timoshenko 梁理论构建的高精度的力学模型，利用Matlab 软件编写基于Runge-Kutta 法的数值求解程序得到所述模型中关键参数的数值解，采用有限元进行了验证，在此基础上探讨垫片和簧片对变形和应力的影响规律。

1 减振器力学模型

采用考虑剪切变形的Timoshenko 梁理论建立减振器刚度力学模型。如若减振器设计制造合理，则簧片两端与槽底座始终接触，无冲击载荷。在构建力学模型时，减振器内外圈的相对转动可以看成簧片组与外圈接触时左端固定，簧片组与内圈接触时右端横向运动。……