端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法，屬于懸架鋼板彈簧技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明可根據(jù)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的各片主簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模量及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值，對(duì)副簧剛度進(jìn)行精確解析設(shè)計(jì)。通過實(shí)例及驗(yàn)證測(cè)試驗(yàn)證可知，該發(fā)明所提供的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度的設(shè)計(jì)方法是正確的，利用該方法可得到準(zhǔn)確可靠的副簧剛度設(shè)計(jì)值，為副簧參數(shù)設(shè)計(jì)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，可提高端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能及車輛行駛平順性；同時(shí)，還可降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
【專利說明】
端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧 剛度設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了滿足車輛懸架在不同載荷下的變剛度設(shè)計(jì)要求，通常將少片變截面鋼板彈簧 設(shè)計(jì)為主副簧，其中，主簧與副簧觸點(diǎn)之間設(shè)計(jì)有一定的主副簧間隙，確保當(dāng)載荷大于副簧 起作用載荷后，主副簧接觸而一起共同工作。由于第1片主簧的受力復(fù)雜，不僅承受垂向載 荷，同時(shí)還承受扭轉(zhuǎn)載荷和縱向載荷，因此，實(shí)際所設(shè)計(jì)的第1片主簧的端部平直段的厚度 和長度大于他各片主簧的厚度和長度，即大都采用端部非等構(gòu)的少片變截面主副；同時(shí)，為 了加強(qiáng)少片拋物線型變截面主副簧的應(yīng)力強(qiáng)度，通常在根部平直段與拋物線段之間增設(shè)一 斜線段，即采用根部加強(qiáng)型的少片變截面主副簧。另外，由于為了滿足主副簧不同復(fù)合剛度 的設(shè)計(jì)要求，通常采用不同長度的副簧，即主簧與副簧的接觸位置也不同，因此，主副簧可 分為端部接觸式和非端部接觸式，其中，在副簧根部平直段厚度及片數(shù)給定情況下，端部接 觸式主副簧的復(fù)合剛度大于非端部接觸式的復(fù)合剛度。副簧剛度決定主副簧的復(fù)合剛度大 小，對(duì)車輛行駛平順性具有重要影響，同時(shí)還決定著副簧參數(shù)的設(shè)計(jì)，然后，由于主簧端部 平直段非等構(gòu)，副簧的長度小于主簧的長度，同時(shí)，根部設(shè)有斜線加強(qiáng)段，因此，根部加強(qiáng)型 少片變截面主副簧的端點(diǎn)力及變形與剛度計(jì)算非常復(fù)雜，先前一直未能給出端部接觸式少 片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法。目前，大都是忽略主簧端部非等構(gòu)、并將副簧看 作與主簧等長，直接利用主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值，減去主簧剛度值，對(duì)副簧剛度進(jìn)行 近似設(shè)計(jì)，無法滿足目前車輛行業(yè)快速發(fā)展及對(duì)懸架少片變截面主副鋼板彈簧精確設(shè)計(jì)的 要求。
[0003] 因此，必須建立一種精確、可靠的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度 設(shè)計(jì)方法，滿足車輛行業(yè)快速發(fā)展及對(duì)少片變截面主副鋼板彈簧精確設(shè)計(jì)的要求，提高變 截面鋼板彈簧的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能及車輛行駛平順性；同時(shí)，降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi) 用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡(jiǎn)便、 可靠的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)流程圖，如圖1所 示。端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可將一半對(duì)稱結(jié)合主副簧看作 懸臂梁，即將對(duì)稱中心線看作一半彈簧的固定根部，將主簧端部受力點(diǎn)和副簧觸點(diǎn)受力點(diǎn) 分別看作一半主簧和副簧的端點(diǎn)，其一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，包括:主簧1，根部墊 片2,副簧3,端部墊片4,主簧1和副簧3的各片是由根部平直段、斜線段、拋物線段、端部平直 段四段構(gòu)成，其中，斜線段對(duì)鋼板彈簧根部起加強(qiáng)作用，主簧和副簧的寬度為b，安裝間距的 一半1 3,斜線段的長度為A 1，彈性模量為E。主簧1的各片根部平直段之間、副簧3的各片根 部平直段之間、及主簧1與副簧3之間均設(shè)置有根部墊片2;主簧1的各片端部平直段之間設(shè) 置有端部墊片4,端部墊片的材料為碳纖維復(fù)合材料，以防止工作時(shí)產(chǎn)生摩擦噪聲。各片主 簧的根部平直段的厚度為h2M，寬度為b，一半長度為Lm，斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離為 1 2M，斜線段的端部到主簧端點(diǎn)的距離為12MP;各片主簧的斜線段的端部厚度為h2Mp，斜線段的 厚度比y M = h2Mp/h2M;各片主簧的端部平直段非等構(gòu)，即第1片主簧的端部平直段的厚度和 長度，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和長度;各片主簧的端部平直段的厚度和長 度分別為hu和lu，拋物線段的厚度比為0i = hu/h2MP，i = l，2,…，m，m為主簧片數(shù)。副簧的一 半長度為La，副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離為lo = LM-LA;副簧觸點(diǎn)與主簧端部平直段之 間的主副簧間隙為8,當(dāng)載荷大于副簧起作用載荷時(shí)，副簧觸點(diǎn)與第m片主簧的端部平直段 內(nèi)某點(diǎn)相接觸，以滿足主副簧的復(fù)合剛度要求。在各片主簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模 量及主副簧復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值給定情況下，對(duì)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧 的副簧剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧 剛度設(shè)計(jì)方法，其特征在于采用以下設(shè)計(jì)步驟：
[0006] (1)端點(diǎn)受力情況下的各片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-El計(jì)算：
[0007] 根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，斜線段長度A 1，彈性模量 E，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12MP，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離1 2M，主 簧的斜線段的厚度比YM，主簧片數(shù)m，其中，第i片主簧的拋物線段的厚度比&，i = l，2,…， m，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的各片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-^進(jìn)行計(jì)算，即
[0009] (2)端點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn) 處的變形系數(shù)GX-DE的計(jì)算：
[0010]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM，寬度b，斜線段長度A 1，彈性模量 E，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M，主 簧的斜線段的厚度比Ym，主簧片數(shù)m，其中，第m片主簧的拋物線段的厚度比匕，副簧觸點(diǎn)與 主簧端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的 變形系數(shù)G X-DE進(jìn)行計(jì)算，SP
[0012] (3)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù) 6^_計(jì)算:根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM，寬度b，斜線段長度A 1，彈性模 量E，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M， 主簧的斜線段的厚度比Ym，主簧片數(shù)m，其中，第m片主簧的拋物線段的厚度比匕，副簧觸點(diǎn) 與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副簧接觸點(diǎn)處受力情況下的第m片主簧在端點(diǎn)位置處的變 形系數(shù)G x-Ezm進(jìn)行計(jì)算，SP
[0015] (4)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副 簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-DEz計(jì)算：
[0016]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，斜線段長度A 1，彈性模量 E，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12MP，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M，主 簧的斜線段的厚度比YM，主簧片數(shù)m，其中，第m片主簧的拋物線段的厚度比K，副簧觸點(diǎn)與 主簧端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接 觸點(diǎn)處的變形系數(shù)G x-DEz進(jìn)行計(jì)算，SP
[0018] (5)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度Kat設(shè)計(jì)：
[0019] 根據(jù)主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值Kmat，主簧片數(shù)m，各片主簧的根部平直段的厚 度h2M，步驟⑴中計(jì)算得到的Gx-Ei，步驟(2)中計(jì)算得到的G X-DE，步驟⑶中計(jì)算得到的Gx-Ezm， 及步驟(4)中計(jì)算得到的Gx- DEz，對(duì)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度Kat 進(jìn)行設(shè)計(jì)，即
[0021] 本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)
[0022] 然后，由于主簧端部平直段非等構(gòu)，副簧的長度小于主簧的長度，同時(shí)，根部設(shè)有 斜線加強(qiáng)段，因此，根部加強(qiáng)型少片變截面主副簧的端點(diǎn)力及變形與剛度計(jì)算非常復(fù)雜，因 此，先前一直未能給出端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法。目前，大都 是忽略主簧端部非等構(gòu)、并將副簧長度看作與主簧等長，直接利用主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì) 要求值，減去主簧剛度值，對(duì)副簧剛度進(jìn)行近似設(shè)計(jì)，無法滿足目前車輛行業(yè)快速發(fā)展及對(duì) 懸架少片變截面主副鋼板彈簧精確設(shè)計(jì)的要求。本發(fā)明可根據(jù)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型 變截面主副簧的各片主簧、副簧長度、彈性模量及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值，對(duì)端部接 觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過實(shí)例及試驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證可知， 該發(fā)明所提供的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法是正確的， 利用該方法可得到準(zhǔn)確可靠的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì) 值，為副簧結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，從而提高端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變 截面主副簧的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能及車輛行駛平順性；同時(shí)，還可降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi) 用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
【附圖說明】
[0023]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步的說明。
[0024] 圖1是端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度的設(shè)計(jì)流程圖；
[0025] 圖2是端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施方案
[0026] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]實(shí)施例一:某端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的寬度b = 60mm，安裝間距 的一半l3 = 55mm，斜線段的長度A l = 30mm，彈性模量E = 200GPa，其中，主簧片數(shù)m = 2,主簧 的一半長度LM=575mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12mp = Lm-13_ A l = 490mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M=LM-l3 = 520mm;各片主簧的根部平直段的厚度h2M= 11mm，主簧斜線段的端部厚度h2MP = 10 ? 23mm，主簧斜線段的厚度比y M=h2MP/h2M=0 ? 93;第1 片主簧的端部平直段的厚度hn = 7mm，第1片主簧的拋物線段的厚度比fo = hn/h2Mp = 0.69; 第2片主簧的端部平直段的厚度h12 = 6mm，第2片主簧的拋物線段的厚度比02 = h12/h2Mp = 0.59。副簧的一半長度LA=525mm，副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離l〇 = LM-LA=50mm。主副 簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值KMAT = 92.48N/mm，根據(jù)各片主簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模量 及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值，對(duì)該端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛 度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0028]本發(fā)明實(shí)例所提供的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法，其 設(shè)計(jì)流程如圖1所示，具體設(shè)計(jì)步驟如下：
[0029] (1)端點(diǎn)受力情況下的各片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-El計(jì)算：
[0030]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm = 575mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 490mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M = 520mm，主簧的斜線段的厚度比ym=0.93,主簧片 數(shù)m = 2,其中，第1片主簧的拋物線段的厚度比fo = 0.69,第2片主簧的拋物線段的厚度比 = 0.59,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第1片主簧和第2片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-EjPGx- E2分別進(jìn)行 計(jì)算，即
[0033] (2)端點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn) 處的變形系數(shù)GX-DE計(jì)算：
[0034]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM = 575mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 490mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M = 520mm，主簧的斜線段的厚度比ym=0.93,主簧片 數(shù)m=2,其中，第2片主簧的拋物線段的厚度比扮= 0.59,副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇 = 50mm，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第2片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)GX-DE進(jìn) 行計(jì)算，即
[0036] (3)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù) Gx-ez2計(jì)算:根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm=575mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 490mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M=520mm，主簧斜線段的厚度比yM=0.93，主簧片數(shù)m =2,其中，第2片主簧的拋物線段的厚度比扮= 0.59,副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇 = 50_，對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)6\^進(jìn)行計(jì)算，即
[0038] (4)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副 簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-DEz計(jì)算：
[0039]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM = 575mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 490mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M = 520mm，主簧的斜線段的厚度比ym=0.93,主簧片 數(shù)m=2,其中，第2片主簧的拋物線段的厚度比扮= 0.59,副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇 = 50mm，對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系 數(shù)6^2進(jìn)行計(jì)算，即

[0042] (5)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度KAT設(shè)計(jì)：
[0043]根據(jù)主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值KMAT = 92.48N/mm，主簧片數(shù)m = 2,各片主簧的 根部平直段的厚度h2M = 11mm，步驟（1)中計(jì)算得到的Gx-ei = 107.53mm4/N和Gx-e2 = 113.42mm4/N，步驟（2)中計(jì)算得到的Gx-de = 94.37mm4/N，步驟（3)中計(jì)算得到的Gx-eZ2 = 94.37mm4/N，及步驟⑷中計(jì)算得到的Gx-DEZ = 79.78mm4/N，對(duì)該端部接觸式少片根部加強(qiáng)型 變截面主副簧的副簧剛度KAT進(jìn)行設(shè)計(jì)，即
[0045] 利用鋼板彈簧試驗(yàn)機(jī)，對(duì)給定結(jié)構(gòu)的主簧、且滿足該副簧剛度設(shè)計(jì)值的少片根部 加強(qiáng)型變截面鋼板彈簧的主副簧進(jìn)行剛度試驗(yàn)驗(yàn)證，由試驗(yàn)結(jié)果可知，該主副簧的復(fù)合剛 度試驗(yàn)值KMATtest = 92 ? 13mm，與設(shè)計(jì)要求值Kmat = 92 ? 48N/mm相吻合，相對(duì)偏差僅為0 ? 38 % ; 結(jié)果表明該發(fā)明所提供的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法是正確 的，所設(shè)計(jì)得到的副簧剛度設(shè)計(jì)值是準(zhǔn)確、可靠的。
[0046] 實(shí)施例二:某端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的寬度b = 60mm，彈性模量 E = 200GPa，安裝間距的一半l3 = 60mm，斜線段的長度A l = 30mm，彈性模量E = 200GPa。主簧 片數(shù)m=2,主簧的一半長度LM=600mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12mp = Lm-13_ A l = 510mm，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M=LM-l3 = 540mm;各片主簧的根部平 直段的厚度h2M=12mm，主簧斜線段的端部厚度h2MP = llmm，主簧斜線段的厚度比y M=h2MP/ h2M=0.92;第1片主簧的端部平直段的厚度hn = 7mm，第1片主簧的拋物線段的厚度比比= hn/h2Mp = 0.64;第2片主簧的端部平直段的厚度h12 = 6mm，第2片主簧的拋物線段的厚度比 =1112/112?11) = 〇.55。副簧的一半長度1^=54〇1111]1，高[]簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1() = 141-1^= 60mm。主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值KMAT = 83.30N/mm，根據(jù)各片主簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長 度、彈性模量及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值，對(duì)該端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主 副簧的副簧剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0047] 采用與實(shí)施例一相同的設(shè)計(jì)方法和步驟，對(duì)該少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副 簧剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)步驟如下：
[0048] (1)端點(diǎn)受力情況下的各片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-El計(jì)算： [0049]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度L M = 600mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 510mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M=540mm，主簧斜線段的厚度比ym=0.92,主簧片數(shù)m =2,其中，第1片主簧的拋物線段的厚度比& = 0.64,第2片主簧的拋物線段的厚度比扮= 0.55,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第1片主簧和第2片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-EjPGx- E2分別進(jìn)行計(jì) 算，即
[0053] (2)端點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn) 處的變形系數(shù)Gx-de的計(jì)算：
[0054]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM = 600mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12MP = 510mm， 主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M=40mm，主簧的斜線段的厚度比ym=0.92,主簧片 數(shù)m=2,其中，第2片主簧的拋物線段的厚度比fe = 0.55,副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇 = 60mm，對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第2片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)GX-DE進(jìn) 行計(jì)算，即
[0056] (3)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù) Gx-eZ2計(jì)算:根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM=600mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 510mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2M = 540mm，主簧的斜線段的厚度比ym=0.92,主簧片 數(shù)m=2,其中，第2片主簧的拋物線段的厚度比扮= 0.55,副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇 = 60mm，對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Ez2?行計(jì)算，即
[0058] (4)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副 簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-DEz的計(jì)算：
[0059]根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度LM = 600mm，寬度b = 60mm，斜線段長 度A 1 = 30mm，彈性模量E = 200GPa，主簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離l2MP = 510mm，主 簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12m=540_，主簧斜線段的厚度比ym=0.92,主簧片數(shù)m =2,其中，第2片主簧的拋物線段的厚度比fe = 0.55,副簧觸點(diǎn)與主簧端點(diǎn)的水平距離1〇 = 60mm，對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第2片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形系數(shù) Gx-DEz進(jìn)行計(jì)算，BP
[0061] (5)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度KAT設(shè)計(jì)：
[0062]根據(jù)主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值1^1 = 83.3(^/1111]1，主簧片數(shù)1]1 = 2，各片主簧的 根部平直段的厚度h2M = 12mm，步驟（1)中計(jì)算得到的Gx-ei = 128.94mm4/N和Gx-E2 = 134.42mm4/N，步驟(2)中計(jì)算得到的Gx-de = 107.63mm4/N，步驟(3)中計(jì)算得到的Gx-eZ2 = 107.63mm4/N，及步驟(4)中計(jì)算所得到的Gx-DEZ = 88.38mm4/N，對(duì)該端部接觸式少片根部加 強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度KAT進(jìn)行設(shè)計(jì)，即
[0064]利用鋼板彈簧試驗(yàn)機(jī)，對(duì)給定結(jié)構(gòu)參數(shù)和滿足該副簧剛度設(shè)計(jì)值的少片根部加強(qiáng) 型變截面鋼板彈簧的主副簧進(jìn)行剛度試驗(yàn)驗(yàn)證，由試驗(yàn)結(jié)果可知，該主副簧的復(fù)合剛度試 驗(yàn)值KMATtest = 82 ? 95mm，與設(shè)計(jì)要求值Kmat = 83 ? 30N/mm相吻合，相對(duì)偏差僅為0 ? 42 % ;結(jié)果 表明該發(fā)明所提供的端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法是正確的，所 得到的副簧剛度設(shè)計(jì)值是準(zhǔn)確、可靠的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.端部接觸式少片根部加強(qiáng)型主副簧的副簧剛度設(shè)計(jì)方法，其中，少片根部加強(qiáng)型變 截面主副鋼板彈簧的一半對(duì)稱結(jié)構(gòu)由根部平直段、斜線段、拋物線段和端部平直段四段構(gòu) 成的，其中，斜線段對(duì)彈簧的根部起加強(qiáng)作用;各片主簧的端部平直段非同構(gòu)，即第1片主簧 的端部平直段的厚度和長度，大于其他各片主簧的厚度和長度;副簧長度小于主簧長度，當(dāng) 載荷大于副簧起作用載荷時(shí)，副簧觸點(diǎn)與主簧端部平直段內(nèi)某點(diǎn)相接觸，主副簧一起工作 以滿足復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求;在各片主簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模量及主副簧復(fù)合剛度 設(shè)計(jì)要求值給定情況下，對(duì)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度進(jìn)行驗(yàn) 算，具體設(shè)計(jì)步驟如下： (1) 端點(diǎn)受力情況下的各片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-E1計(jì)算： 根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，斜線段長度Δ1，彈性模量E，主 簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離I2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M，主簧的 斜線段的厚度比γ Μ，主簧片數(shù)m，其中，第i片主簧的拋物線段的厚度比隊(duì)，1 = 1，2，一，!11，對(duì) 端點(diǎn)受力情況下的各片主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-^進(jìn)行計(jì)算，即(2) 端點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的 變形系數(shù)Gx-DE的計(jì)算： 根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，斜線段長度Δ1，彈性模量E，主 簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12MP，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M，主簧的 斜線段的厚度比γ Μ，主簧片數(shù)m，其中，第m片主簧的拋物線段的厚度比K，副簧觸點(diǎn)與主簧 端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)端點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn)處的變形 系數(shù)G x-DE進(jìn)行計(jì)算，SP(3) 主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧的端點(diǎn)變形系數(shù)Gx-Ezd+ 算:根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，斜線段長度△ 1，彈性模量E，主 簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12MP，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離1 2M，主簧的 斜線段的厚度比γΜ，主簧片數(shù)m，其中，第m片主簧的拋物線段的厚度比K，副簧觸點(diǎn)與主簧 端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副簧接觸點(diǎn)處受力情況下的第m片主簧在端點(diǎn)位置處的變形系數(shù) Gx-Ezm進(jìn)行計(jì)算，BP(4) 主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片根部加強(qiáng)型變截面主簧在端部平直段與副簧接 觸點(diǎn)處的變形系數(shù)Gx-DEz計(jì)算： 根據(jù)少片根部加強(qiáng)型變截面主簧的一半長度Lm，寬度b，斜線段長度Δ1，彈性模量E，主 簧拋物線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12MP，主簧斜線段的根部到主簧端點(diǎn)的距離12M，主簧的 斜線段的厚度比γ Μ，主簧片數(shù)m，其中，第m片主簧的拋物線段的厚度比K，副簧觸點(diǎn)與主簧 端點(diǎn)的水平距離1〇,對(duì)主副簧接觸點(diǎn)受力情況下的第m片主簧在端部平直段與副簧接觸點(diǎn) 處的變形系數(shù)G x-DEz進(jìn)行計(jì)算，SP(5) 端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度Kat設(shè)計(jì)： 根據(jù)主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計(jì)要求值KMAT，主簧片數(shù)m，各片主簧的根部平直段的厚度h2M， 步驟（1 )中計(jì)算得到的Gx-Ei，步驟(2 )中計(jì)算得到的Gx-DE，步驟(3 )中計(jì)算得到的Gx-Ezm，及步 驟(4)中計(jì)算得到的Gx-DEz，對(duì)端部接觸式少片根部加強(qiáng)型變截面主副簧的副簧剛度K at進(jìn)行 設(shè)計(jì)，即
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105893704SQ201610268665
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】周長城, 趙雷雷, 邵明磊, 王鳳娟, 汪曉, 劉燦昌, 于曰偉
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)