[发明专利]端部非等构斜线型变截面板簧预夹紧应力的匹配设计法

摘要

本发明涉及端部非等构斜线型变截面板簧预夹紧应力的匹配设计法，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，额定载荷及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对端部非等构少片斜线型变截面板簧的各片板簧的预夹紧应力进行匹配设计。通过样机试验可知，本发明所提供的端部非等构斜线型变截面板簧预夹紧应力的匹配设计法是准确的，为各片板簧自由切线弧高的设计奠定了可靠的技术基础。利用该方法可得到准确可靠的预夹紧应力匹配设计值，确保各片端部非等构斜线型变截面板簧的预夹紧应力满足设计要求，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，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.端部非等构斜线型变截面板簧预夹紧应力的匹配设计法，其中，板簧的一半作用长度是由根部平直段、斜线段和端部平直段，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，各片板簧的根部平直段的厚度相等，各片板簧的端部平直段非等构，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，即端部非等构少片斜线型变截面板簧；各片板簧预夹紧应力的匹配设计是各片板簧自由切线弧高设计的前提；根据板簧片数及各片板簧的结构参数，弹性模量，额定载荷及首片板簧在额度载荷下的许用应力，对端部非等构少片斜线型变截面板簧的各片板簧的预夹紧应力进行匹配设计，其特征在于采用以下匹配设计步骤：(1)端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧夹紧刚度Ki的计算：A步骤：各片板簧的夹紧端点变形系数Gx-Di的计算根据板簧片数n，板簧的宽度b，弹性模量E，各片板簧的一半作用长度LT，根部平直段的一半长度L0；各片板簧的根部平直段的厚度h2，端部平直段的厚度h1i；各片板簧的斜线段的厚度比βi＝h1i/h2，对端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点变形系数Gx-Di进行计算，i＝1,2,…n，即 G x - D i = 6 ( L T - L 0 ) 3 ( β i + 1 ) 2 [ 3 ( β i - 1 ) - 2 lnβ i ( 1 + β i ) ] E b + 4 β i 3 ( L T - L 0 ) 3 E b , i = 1 , 2 , ... , n ; ]]>B步骤：各片板簧的夹紧刚度Ki的计算根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h2，A步骤中计算得到的Gx-Di，对端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧的夹紧刚度Ki进行计算，i＝1,2,…n，即 K i = 2 h 2 3 G x - D i , i = 1 , 2 , ... , n ; ]]>(2)端部非等构式少片斜线型变截面板簧的首片板簧根部最大应力σmax1的计算:根据板簧片数n，板簧的宽度b，一半作用长度LT，根部平直段的一半长度L0，各片板簧的根部平直段的厚度h2，额度载荷PN，步骤(1)中计算得到的Ki，i＝1,2,…n，对端部非等构式少片斜线型变截面板簧在额定载荷下的首片板簧的根部最大应力σmax1进行计算，即 σ m a x 1 = 3 K 1 P N ( L T - L 0 ) bh 2 2 Σ i = 1 n K i ; ]]>(3)端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧之间预夹紧应力差Δσ的确定:根据板簧片数n，首片板簧在额度载荷下的许用应力[σ1]，步骤(1)中计算得到的σmax1，对端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧之间的预夹紧应力差Δσ进行确定，即 Δ σ = 2 ( σ m a x 1 - [ σ 1 ] ) ( n - 1 ) ; ]]>(4)端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧预夹紧应力σi的匹配设计:根据板簧片数n，首片板簧在额度载荷下的许用应力[σ1]，步骤(1)中计算得到的σmax1，步骤(3)中所确定的Δσ，对端部非等构式少片斜线型变截面板簧的各片板簧的预夹紧应力σi进行匹配设计，i＝1,2,…n，即σi＝[σ1]-σmax1+(i-1)Δσ,i＝1,2,…n。