[发明专利]非等偏频一级渐变刚度板簧的初始切线弧高的设计方法

说明书

本发明涉及非等偏频一级渐变刚度板簧的初始切线弧高的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、主簧加紧刚度、主副簧复合加紧刚度、接触载荷、额定载荷及在额定载荷下剩余切线弧高设计要求值，对非等偏频一级渐变刚度板簧的主簧和副簧初始切线弧高进行设计。通过样机加载挠度试验结果可知，本发明所提供的初始切线弧高的设计方法是正确的，可得到准确可靠的初始切线弧高设计值，为非等偏频一级渐变刚度板簧的设计及CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品的设计水平、质量和性能及提高车辆行驶平顺性；同时，降低产品的设计和试验测试费用，加快产品的开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架钢板弹簧，特别是非等偏频一级渐变刚度板簧的初始切线弧高的设计方法。

背景技术

为了满足一级渐变刚度板簧的主簧强度的要求，通常使副簧尽早承担载荷而降低完全性接触载荷和主簧应力，即采用非等偏频一级渐变刚度板簧悬架，其中，非等偏频一级渐变刚度板簧的主簧和副簧的初始切线弧高，不仅影响主副簧间隙、渐变刚度、悬架偏频及车辆行驶平顺性，而且还影响板簧应力、安装装配和在额定载荷下剩余切线弧高及车辆行驶安全性。然而，由于变刚度板簧的挠度计算不仅与主簧和副簧的结构及载荷大小有关，而且还与接触载荷大小有关，因此，非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的挠度计算非常复杂，据所查资料可知，先前国内外一直未给出非等偏频一级渐变刚度板簧的初始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，对非等偏频一级渐变刚度板簧悬架提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的非等偏频一级渐变刚度板簧的初始切线弧高的设计方法，为非等偏频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、车辆行驶平顺性及非等偏频一级渐变刚度板簧现代化CAD设计要求，提高非等偏频一级渐变刚度板簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性和安全性的设计要求；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、可靠的非等偏频一级渐变刚度板簧的初始切线弧高的设计方法，设计流程图，如图1所示。非等偏频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所组成的，一级渐变刚度板簧的一半总跨度，即为首片主簧的一半作用长度为L_1t，骑马螺栓夹紧距的一半为L₀，钢板弹簧的宽度为b，弹性模量为E。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L_Aj＝L_Ajt-L₀/2，j＝1,2,…m。通过主簧和副簧初始切线弧高，确保首片副簧端部上表面与主簧末片端部下表面之间设置有一定的主副簧间隙δ_MA，以满足渐变刚度钢板弹簧开始接触载荷和完全接触载荷、主簧应力强度和悬架渐变刚度的设计要求，并且还应该满足板簧安装及在额定载荷下剩余切线弧高的设计要求。非等偏频一级渐变刚度板簧的空载载荷P₀，开始接触载荷为P_k，完全接触载荷为P_w；为了满足主簧应力强度的要求，悬架开始接触载荷偏频f_0k与完全接触载荷偏频f_0w不相等，即设计为非等偏频一级渐变刚度板簧。非等偏频一级渐变刚度板簧的主簧和副簧的初始切线弧高设计值，不仅要满足主副簧间隙、渐变刚度及车辆行驶平顺性的设计要求，而且还要满足安装和在额定载荷下剩余切线弧高及车辆行驶安全性的设计要求。根据非等偏频一级渐变刚度板簧的各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、主簧夹紧刚度、主副簧复合夹紧刚度、开始接触载荷和完全接触载荷、额定载荷及在额定载荷下剩余切线弧高设计要求值，对非等偏频一级渐变刚度板簧的主簧和副簧初始切线弧高进行设计。