[发明专利]基于刚度和应力的一级渐变刚度板簧各片主簧的设计方法

摘要

本发明涉及基于刚度和应力的一级渐变刚度板簧各片主簧的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据主簧的宽度，弹性模量，许用应力，首片主簧的一半加紧长度，主簧加紧刚度，主副簧复合加紧刚度，开始接触载荷和额定载荷，对一级渐变刚度板簧的各片主簧的厚度和长度进行设计。通过样机加载挠度及刚度试验可知，本发明所提供的基于刚度和应力的一级渐变刚度板簧各片主簧的设计方法是正确的，可得到准确可靠的各片主簧的厚度和长度计算值，确保主簧满足加紧刚度和应力强度设计要求。利用该方法可提高产品的设计水平、质量、性能及车辆行驶平顺性和安全性；同时，降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.基于刚度和应力的一级渐变刚度板簧各片主簧的设计方法，其中，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；通过主簧和副簧的初始切线弧高及渐变间隙，确保满足板簧渐变刚度、悬架偏频特性和主簧应力强度的设计要求，即非等偏频型一级渐变刚度板簧；根据主簧的宽度，首片主簧的一半夹紧长度，弹性模量，许用应力，主簧夹紧刚度，主副簧复合夹紧刚度，开始接触载荷和额定载荷，对一级渐变刚度板簧的各片主簧的厚度和长度进行设计，其特征在于采用以下具体设计步骤：(1)基于主簧夹紧刚度KM的主簧根部重叠部分等效厚度HMe的设计：根据一级渐变刚度板簧的宽度b，骑马螺栓夹紧距的一半L0，弹性模量E；首片主簧的一半夹紧长度L1，主簧夹紧刚度设计要求值KM；预取主簧片数n，取末片主簧的一半夹紧长度Ln＝L1-2(n-1)L0，则末片主簧的端点与首片主簧端点之间的距离ΔLn＝L1-Lnf＝2(n-1)L0，取主簧的等效单片等应力板簧的抛物线段厚度比βM，其中，βM＝0.7～0.8，对主簧根部重叠部分等效厚度HMe进行设计，即 H M e = K M 2 [ L 1 3 + ΔL n 3 ( 1 - β M 3 ) ] E b 3 ; ]]>(2)基于主副簧夹紧复合刚度KMA的主副簧根部重叠部分等效厚度HMAe的确定：根据一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E，骑马螺栓夹紧距的一半L0；首片主簧的一半夹紧长度L1，主副簧复合夹紧刚度设计值KMA；预取主副簧的总片数N，末片副簧的一半夹紧长度LN＝3L0-L0/2，末片副簧的端点与首片主簧端点之间的距离ΔLN＝L1-LN；取主副簧的等效单片等应力板簧的抛物线段厚度比βMA，其中，βMA＝0.4～0.5，对主副簧根部重叠部分等效厚度HMAe进行确定，即 H M A e = K M A 2 [ L 1 3 + ΔL N 3 ( 1 - β M A 3 ) ] E b 3 ; ]]>(3)基于应力的主簧的最大板簧许用厚度hmax和最少主簧片数nmin的确定：I步骤：主簧的最大板簧许用厚度hmax的确定根据一级渐变刚度板簧的宽度b，许用应力[σ]；首片主簧的一半夹紧长度L1，开始接触载荷Pk，额定载荷PN，步骤(1)中设计所得到的HMe，步骤(2)中所确定的HMAe，对各片主簧的最大板簧许用厚度hmax进行确定