[发明专利]一种具有中空结构的复合材料板簧

权利要求书

1.一种具有中空结构的复合材料板簧，其特征在于：所述板簧由多层复合材料的预浸料通过剪裁、铺层后压制成型，板簧为等厚度、等宽度的板状结构，板簧内部设有两个对称分布的空腔。

2.根据权利要求1所述的复合材料板簧，其特征在于：所述板簧的预浸料由板簧最上层向下依次为完整预浸料层、空腔长度渐变预浸料层、空腔定长预浸料层、空腔长度渐变预浸料层及完整预浸料层，所述完整预浸料层包括多层预浸料，为未经过中空剪裁的预浸料；所述空腔长度渐变预浸料层和空腔定长预浸料层均包括多层预浸料，该多层预浸料上均开设有两个对称分布的方孔，且空腔长度渐变预浸料层的方孔长度由完整预浸料层向空腔定长预浸料层方向逐渐增大，空腔定长预浸料层的方孔长度相等，且大于等于空腔长度渐变预浸料层的最大方孔长度；所述空腔长度渐变预浸料层和空腔定长预浸料层方孔的宽度相等。

3.根据权利要求2所述的复合材料板簧，其特征在于：

以板簧下表面中心点为原点，沿板簧长度方向为X轴，垂直于板簧承载面的方向为Z轴建立坐标系，以板簧空腔上靠近Z轴的一侧为空腔首端，远离Z轴的一侧为空腔末端，则板簧x处的最大应力为：

其中，x为板簧上垂直于X轴且平行于Z轴的截面到Z轴的垂直距离，P为板簧满载载荷，σ₁为复合材料板簧中复合材料沿纤维长度方向的许用应力强度，为了保证板簧的可靠性，x处的最大应力σ₁₁不能超过许用应力强度σ₁，即σ₁₁≤σ₁，L₁为板簧作用长度，L₂为车体上用于固定板簧的U形螺栓盖板的长度，L₃为车体上的副簧支架投影到板簧上的长度值，B为板簧的宽度值，b为空腔宽度值，h₃为板簧厚度值，h₄为板簧空腔首端的厚度值，h₅为板簧空腔末端的厚度值；x₄为板簧空腔首端到Z轴的垂直距离，x₅为板簧空腔末端到Z轴的垂直距离，x₄xx₅；

所述板簧预浸料层的总层数其中，d为预浸料的平均厚度值；

需要进行方孔裁剪的预浸料层数为

空腔定长预浸料层的层数为空腔定长预浸料层的空腔长度为L_n1＝x₅-x₄；

板簧总长度为L，则

L＝L₁+L₃/2+L₃/2＝L₁+L₃；

x₄＝L₂/2；

x₅＝L₁/2-L₃；

h₅∈[h₃/3，h₃/2]；

b＝∈[B/3,B/2]；

空腔长度渐变预浸料层的方孔长度L_n2为以L_n1＝x₅-x₄为初始值，以为公差的等差递减数列；

根据梁弯曲的挠度计算公式，能够得到板簧总的变形量为w(x)＝f，f为板簧在满载载荷P作用下的变形量，则：

4.根据权利要求3所述的复合材料板簧，其特征在于：同一块预浸料层上的两个空腔沿板簧长度方向排列，Z轴同侧的空腔的末端纵向对齐。