[发明专利]高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆悬架钢板弹簧，特别是高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法。

背景技术

为了满足在不同载荷下的车辆行驶平顺性及悬架渐变偏频保持不变的设计要求，随着高强度钢板材料的出现，可采用高强度一级渐变刚度板簧，其中，高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度及夹紧刚度，影响悬架系统偏频及车辆行驶平顺性，且主簧挠度总不同载荷下的计算，制约着强度一级渐变刚度板簧的主副簧切线弧高设计。然而，由于主簧和副簧在渐变过程中的渐变复合夹紧刚度的不仅与高强度一级渐变刚度板簧的结构有关，而且还与接触载荷大小有关，因此，高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下主簧挠度的计算非常复杂，据所查资料可知，先前国内外一直未给出高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法。

随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对高强度一级渐变刚度设计板簧提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法，为高强度一级渐变刚度板簧设计奠定可靠的技术基础，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性及高强度一级渐变刚度板簧的设计要求，提高产品设计水平、质量和性能，满足车辆行驶平顺性的设计要求；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法，计算流程图，如图1所示。板簧采用高强度钢板，宽度为b，弹性模量为E，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，其安装夹紧距的一半L₀为骑马螺栓夹紧距的一半L₀；高强度一级渐变刚度板簧的一半对称结构如图2所示，是由主簧1和副簧2构成，其中，主簧1的片数为n，各片主簧的厚度为h_i，一半作用长度为L_it，一半夹紧长度为L_i＝L_it-L₀/2，i＝1,2,…,n；副簧2的片数为m，各片副簧的厚度为h_Aj，一半作用长度为L_Ajt，一半夹紧长度为L_Aj＝L_n+j＝L_Ajt-L₀/2，j＝1,2,…,m。主簧1的末片下表面与副簧2的首片上表面之间的主副簧渐变间隙δ_MA。当载荷达到开始起作用载荷P_k时，在骑马螺栓夹紧距之外，主簧1的末片下表面与副簧2的上表面开始接触；当载荷达到完全接触载荷P_w时，主簧1的末片下表面与副簧2的上表面完全接触。当载荷P<P_k时，悬架夹紧刚度由主簧1的夹紧刚度K_M所决定；当载荷P>P_w时，悬架夹紧刚度是由主簧1和副簧2完全接触之后的主副簧复合夹紧刚度K_MA所决定；当载荷在[P_k,P_w]范围内变化时，主簧1的末片下表面与副簧2的首片上表面的接触位置，及主副簧渐变复合夹紧刚度K_kwP随载荷而变化，从而满足悬架偏频保持不变的设计要求。高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷情况下的主簧挠度，不仅与各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量及载荷有关，而且还与开始接触载荷P_k和完全接触载荷P_w有关。在各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、开始接触载荷、完全接触载荷和额定载荷给定情况下，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的主簧挠度进行计算。

为解决上述技术问题，本发明所提供的高强度一级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法，其特征在于采用以下计算步骤：

(1)高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数重叠段的等效厚度h_ke计算：

根据主簧片数n,各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,...,n；副簧片数m,各片副簧的厚度h_Aj，j＝1,2,...,m；主副簧的总片数N＝n+m，对高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数k重叠段的等效厚度h_ke进行计算，k＝1,2,...,N，即

其中，主簧根部重叠部分的等效厚度主副簧根部重叠部分的总等效厚度

(2)载荷P<P_k时的高强度一级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M的计算：