[发明专利]一级渐变刚度板簧非等厚主簧自由切线弧高的设计方法

摘要

本发明涉及一级渐变刚度板簧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副簧片数，各片板簧的结构参数，弹性模量，开始接触载荷，首片主簧在额定载荷下的许用应力，及板簧装配夹紧之后的首片主簧初始切线弧高的设计要求值，对一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，本发明所提供的一级渐变刚度板簧非等厚主簧自由切线弧高的设计方法是正确的，可得到准确可靠的各片非等厚主簧自由切线弧高的设计值。利用该方法可提高产品设计水平、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。

主权项

1.一级渐变刚度板簧非等厚主簧自由切线弧高的设计方法，其中，一级渐变刚度板簧是由主簧和副簧构成，各片板簧的根部平直段用于骑马螺栓夹紧，装配夹紧后在主簧和副簧之间形成渐变间隙，满足板簧一级渐变刚度的要求；各片主簧的厚度不相等，即非等厚叠加主簧；各片主簧的各自不同自由切线弧高及自由曲率半径，决定着板簧装配夹紧后的首片主簧的初始切线弧高和各片主簧的预夹紧应力；根据主簧片数和副簧片数，各片主簧和副簧的结构参数，弹性模量，开始接触载荷，额定载荷，首片主簧在额定载荷下的许用应力，及装配夹紧后首片主簧初始切线弧高的设计要求值，对一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，其特征在于采用以下具体设计步骤：(1)一级渐变刚度板簧的非等厚主簧、主副簧的根部重叠部分等效厚度hMe、hMAe的计算：I步骤：非等厚主簧根部重叠部分的等效厚度hMe根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi，i＝1,2,…,n，对一级渐变刚度板簧的非等厚主簧根部重叠部分的等效厚度hMe进行计算，即II步骤：主副簧根部重叠部分的等效厚度hMAe根据副簧片数m,各片副簧的厚度hAj，j＝1,2,…,m，I步骤中计算得到的hMe，对一级渐变刚度板簧的主副簧根部重叠部分的等效厚度hMAe进行计算，即(2)一级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧预夹紧应力σi的匹配设计:A步骤：首片主簧根部最大应力σmax1的计算根据板簧的宽度b，根部平直段的一半长度L0，首片主簧的厚度h1，首片主簧的一半作用长度L1T，开始接触载荷Pk，额度载荷PN，步骤(1)中计算得到的hMe和hMAe，对一级渐变刚度板簧在额定载荷下的首片主簧根部最大应力σmax1进行计算，即B步骤：各片非等厚主簧之间应力厚度方之差的确定根据主簧片数n，首片主簧的厚度h₁，首片主簧在额度载荷下的许用应力[σ₁]，A步骤中计算得到的σ_max1，对一级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧之间的应力厚度方之差进行确定，即C步骤：各片非等厚主簧预夹紧应力σi的匹配设计根据主簧片数n，各片主簧的厚度h_i，首片主簧在额度载荷下的许用应力[σ₁]，A步骤中计算得到的σ_max1，及B步骤中所确定的对一级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧的预夹紧应力σ_i进行匹配设计，i＝1,2,…,n，即(3)一级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧初始曲率半径RCi的计算:根据板簧片数n，各片非等厚主簧的厚度hi，首片主簧的一半夹紧长度L1，装配夹紧后的首片主簧初始切线弧高的设计要求值HgC1，对一级渐变刚度板簧装配夹紧之后的各片非等厚主簧的初始曲率半径RCi进行计算，i＝1,2,…,n，即(4)一级渐变刚度板簧的各片非等厚主簧自由切线弧高Hgi0的设计：根据主簧片数n，根部平直段的一半长度L0，各片非等厚主簧的厚度hi，一半作用长度LiT，弹性模量E，步骤(2)中所确定的σi，步骤(3)中计算得到的RCi，对一级渐变刚度板簧的各片等厚主簧的自由切线弧高Hgi0进行设计，i＝1,2,…,n，即