[发明专利]双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法

说明书

本发明涉及双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法，属于悬架少片变截面板簧技术领域。本发明可根据板簧片数，各片板簧的结构参数，弹性模量，根部和端部垫片的厚度，装配夹紧后的首片板簧初始切线弧高和各片板簧的预夹紧应力的设计要求值，对双加强端部非等构式抛物线型变截面板簧的各片自由切线弧高进行设计。通过样机试验可知，本发明所提供的双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法是准确的，可得到准确可靠的各片板簧自由切线弧高的设计值。利用该方法可确保首片板簧初始切线弧高和各片板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，降低设计及试验费用，加快开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架少片变截面板簧，特别是双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法。

背景技术

随着汽车节能和轻量化政策的实施，少片变截面板簧因具有重量轻，材料利用率高，片间无摩擦或摩擦小，振动噪声低，使用寿命长等优点，日益受到车辆悬架专家、生产企业及车辆制造企业的高度关注，并且在车辆悬架系统中得到了广泛应用，其中，为了加强板簧的强度，在板簧根部平直段与抛物线段之间增加根部斜线段，在抛物线段与端部平直段之间增加端部斜线段；同时，为了满足首片板簧的端部受力复杂的要求，首片板簧的端部平直段的厚度和长度，大于其他各片板簧的端部平直段的厚度和长度，即采用双加强端部非等构式变截面板簧。通常为了提高板簧可靠性和使用寿命的设计要求，通过各片板簧不同自由切线弧高，在装配夹紧之后，使首片板簧或前几片板簧产生一定的预夹紧压应力，从而提高板簧可靠性和使用寿命；同时，确保装配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高满足设计要求。其中，装配夹紧后的各片板簧预夹紧应力及首片板簧的初始切线弧高，是由各片板簧的结构参数和自由切线弧高所决定的。然而，据所查资料可知，由于双加强端部非等构式变截面板簧的各片板簧夹紧刚度的计算非常复杂，且受各片板簧预夹紧端点力计算的制约，先前一直未曾给出双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对少片抛物线型变截面板簧提出了更高的要求，因此，必须建立一种准确、可靠的双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法，为各片板簧自由切线弧高的设计提供可靠的技术方法，以满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性和安全性及少片抛物线型变截面板簧技术进步的要求，确保装配夹紧后的各片板簧预夹紧应力及首片板簧的初始切线弧高满足设计要求，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

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、可靠的双加强端部非等构式变截面板簧自由切线弧高的设计方法，其设计流程图，如图1所示。双加强等构式抛物线型变截面板簧为以中心穿装孔对称的结构，其一半对称夹紧结构示意图如图2所示，其中包括，板簧1，根部垫片2，端部垫片3。板簧1的片数为n，各片板簧结构相同，其中，2≤n≤5；双加强端部非等构式变截面板簧的宽度为b，弹性模量为E，一半作用长度为LT，是由根部平直段、根部斜线段、抛物线段、端部斜线段和端部平直段五段所构成，其中，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，根部斜线段和端部斜线段分别对板簧根部和端部起加强作用，各片板簧的端部平直段非等构，即首片板簧的端部平直段的厚度和长度，大于其他各片板簧的端部平直段的厚度和长度，以满足首片板簧受力复杂的要求。