[发明专利]两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的应力强度校核方法

摘要

本发明涉及两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的应力强度校核方法，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、骑马螺栓夹紧距、接触载荷、最大载荷及许用应力，在主簧和各级副簧的根部最大应力计算基础上，对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧应力强度进行校核。通过样机加载根部最大应力试验可知，本发明所提供的两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的应力强度校核方法是正确的，为两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧强度校核提供了可靠的技术方法。利用该方法可得到准确可靠的根部最大应力计算值，确保板簧满足应力强度、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性的要求；同时，降低设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的应力强度校核方法，其中，各片板簧为以中心穿装孔为中心的对称结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；将副簧设计为两级副簧，在主簧与第一级副簧之间、第一级副簧与第二级副簧之间设有两级渐变间隙δMA1和δA12，以提高车辆在额定载荷下的行驶平顺性；为了满足主簧应力强度设计要求，使第一级副簧和第二级副簧适当提前承担载荷，在渐变载荷下的悬架偏频不相等，即两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数、骑马螺栓夹紧距、各次接触载荷和最大载荷及许用应力，在根部最大应力计算的基础上，对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的应力强度进行校核，具体校核步骤如下：(1)主簧及其与第一级和第二级副簧的重叠部分等效厚度的计算：根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi，i＝1，2,...,n；第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的厚度hA1j，j＝1，2,...,m1；第二级副簧片数m2,第二级副簧各片的厚度hA2k，k＝1，2,...,m2；对主簧重叠部分的等效厚度hMe、主簧与第一级副簧重叠部分的等效厚度hMA1e、及主簧与第一级和第二级副簧重叠部分的等效厚度hMA2e进行计算，即：hMe=Σi=1nhi33;hMA1e=Σi=1nhi3+Σj=1m1hA1j33;hMA2e=Σi=1nhi3+Σj=1m1hA1j3+Σk=1m2hA2k33;]]>(2)主簧和各级副簧的最大厚度板簧的厚度hmax、hA1max和hA2max的确定：A步骤：主簧的最大厚度板簧的厚度hmax的确定根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi，i＝1，2,...,n，确定主簧的最大厚度板簧的厚度hmax，即hmax＝max(hi)，i＝1，2,...,n；B步骤：第一级副簧最大厚度板簧的厚度hA1max的确定根据第一级副簧片数m1，第一级副簧各片的厚度厚度hA1j，j＝1，2,...,m1，确定第一级副簧最大厚度板簧的厚度hA1max，即hA1max＝max(hA1j)，j＝1，2,...,m1；C步骤：第二级副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max的确定根据第二级副簧片数m2，第二级副簧各片的厚度hA2k，,k＝1，2,...,m2，确定第二级副簧的最大板簧厚度hA2max，即hA2max＝max(hA2k)，,k＝1，2,...,m2；(3)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的主簧根部最大应力计算与强度校核：根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，主簧首片的一半夹紧长度L1，第1次开始接触载荷Pk1，第2次开始接触载荷Pk2，最大载荷Pmax，步骤(1)中计算得到的hMe、hMA1e和hMA2e，步骤(2)的A步骤中所确定的hmax，对主簧根部最大应力σMmax进行计算，即σMmax=hmax3Pk1L1bhMe3+hmax3(Pk2-Pk1)L1bhMA1e3+hmax3(Pmax-Pk2)L1bhMA2e3;]]>如果主簧根部最大应力σMmax，小于许用应力[σ]，则主簧满足应力强度设计要求；否则，不满足应力强度设计要求；(4)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第一级副簧根部最大应力计算与强度校核：根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，主簧首片的一半夹紧长度L1，第1次开始接触载荷Pk1，第2次开始接触载荷Pk2，最大载荷Pmax，步骤(1)中计算得到的hMA1e和hMA2e，步骤(2)的B步骤中所确定的hA1max，对第一级副簧的根部最大应力σA1max进行计算，即σA1max=hA1max3(Pk2-Pk1)L1bhMA1e3+hA1max3(PN-Pk2)L1bhMA2e3;]]>如果第一级副簧根部最大应力σA1max，小于许用应力[σ]，则第一级副簧满足应力强度设计要求；否则，不满足应力强度设计要求；(5)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第二级副簧根部最大应力计算与强度校核：根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，主簧首片的一半夹紧长度L1，第2次开始接触载荷Pk2，最大载荷Pmax，步骤(1)中计算得到的hMA2e，步骤(2)的C步骤中所确定的hA2max，对第二级副簧的根部最大应力σA2max进行计算，即σA2max=hA2max3(Pmax-Pk2)L1bhMA2e3;]]>如果第二级副簧根部最大应力σA2max，小于许用应力[σ]，则第二级副簧满足应力强度设计要求；否则，不满足应力强度设计要求。