[发明专利]三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧自由切线弧高的设计方法

说明书

本发明涉及三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧自由切线弧高的设计方法，属于悬架渐变刚度板簧技术领域。本发明可根据主簧片数和各级副簧的片数，各片板簧的结构参数，弹性模量，装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高的设计要求值，第1次、第2次和第3次开始接触载荷，额定载荷，及首片主簧在额定载荷下的许用应力，对三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧的自由切线弧高进行设计。通过样机试验可知，本发明所提供的三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧自由切线弧高的设计方法是正确的，利用该方法可确首片主簧初始切线弧高和各片主簧预夹紧应力满足设计要求，提高产品的设计水平和可靠性及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架渐变刚度板簧，特别是三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧自由切线弧高的设计方法。

背景技术

为了满足在不同载荷下的车辆行驶平顺性的设计要求，可采用三级渐变刚度板簧，即在主簧末片与第一级副簧首片之间、第一级副簧末片与第二级副簧首片之间、及第二级副簧末片与第三级副簧首片之间，设计有三级渐变间隙。为了满足首片主簧受力复杂的要求，通常首片主簧的厚度大于其他各片主簧的厚度，即非等厚主簧式三级渐变刚度板簧；为了提高主簧强度和使用寿命，通过各片主簧各自不同的自由切线弧高，确保板簧装配夹紧后的主簧初始切线弧高及夹紧刚度特性满足设计要求；同时，使首片或前几片主簧受预夹紧压应力，而末片或后几片主簧受预夹紧拉应力，提高板簧可靠性和使用寿命。各片非等厚主簧自由切线弧高，不仅影响板簧装配夹紧后的首片主簧的初始切线弧高及各片非等厚主簧的预夹紧应力的大小，同时还影响板簧可靠性和使用寿命及车辆行驶平顺性和安全性。然而，据所查资料可知，由于受各片非等厚主簧预夹紧应力匹配设计及装配夹紧后的各片主簧初始曲率半径计算的制约，先前国内外一直未曾给出准确可靠的三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧自由切线弧高的设计方法，不能满足车辆快速发展及对悬架三级渐变刚度板簧现代化CAD设计的要求。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧设计提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的三级渐变刚度板簧各片非等厚主簧自由切线弧高的设计方法，为各片非等厚主簧自由切线弧高的设计提供可靠的技术方法，满足车辆行业快速发展及车辆行驶平顺性不断提高的要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。

发明内容