[发明专利]一种用于替换副钢板簧总成的单片簧及其设计方法

权利要求书

1.一种用于替换副钢板簧总成的单片簧的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取副钢板簧总成的性能指标、定量尺寸类别及对应数值，以及单片簧的变量尺寸类别；

利用定量尺寸类别及对应数值，并配合计算公式构建有限元分析模型；

对变量尺寸类别进行赋值，并输入有限元分析模型，以获取输出结果；

将所述输出结果与所述性能指标进行比较；

若相符合，则所述定量尺寸类别及对应数值，以及所述变量尺寸类别及所赋予的数值，作为单片簧的制造数据，并按照该制造数据，制造所述单片簧；否则，重新赋值。

2.如权利要求1所述的用于替换副钢板簧总成的单片簧的设计方法，其特征在于：

单片簧包括单片簧本体(1B)，单片簧本体(1B)包括第一节段(100)、两个第二节段(101)和两个第三节段(102)，两个所述第二节段(101)分别连接在所述第一节段(100)两端，两个所述第三节段(102)分别连接在两个所述第二节段(101)远离所述第一节段(100)的两端，所述第二节段(101)的厚度自所述第一节段(100)到第三节段(102)方向逐渐减小；

所述定量尺寸类别包括板簧满载弧高、中部总厚度、竖向总高度、板簧作用长度和U形螺栓跨距；

所述变量尺寸类别包括第一节段(100)的长度、厚度和宽度；第三节段(102)的长度、厚度和宽度，第二节段(101)的宽度和厚度，以及第二节段(101)在水平面的投影长度；

所述性能指标包括整体刚度、极限动行程、X方向的平均静应力、X方向的满载静挠度和X方向的极限静应力。

3.如权利要求2所述的用于替换副钢板簧总成的单片簧的设计方法，其特征在于：

所述性能指标还包括Y方向的拉/压应力、Y方向的剪切应力、Z方向的剪切应力和Z方向的拉/压应力；

在对变量尺寸类别进行赋值之后，输入有限元分析模型之前还包括以下步骤：

输入设计额定载荷、对U形螺栓的轴向力，以及对两个所述第三节段(102)远离第二节段(101)的两端的约束力。

4.如权利要求3所述的用于替换副钢板簧总成的单片簧的设计方法，其特征在于，在按照该制造数据，制造所述单片簧后，还包括以下步骤：

将制作成的单片簧的两端搭在支架上，进行滑动接触，中部通过U形螺栓固定；

然后根据U形螺栓力矩，输入U形螺栓的轴向力，中部加载设计载荷P，验证Y方向的拉/压应力、Y方向的剪切应力、Z方向的剪切应力和Z方向的拉/压应力，以及疲劳寿命。

5.一种利用如权利要求1-4任一项所述的设计方法制作的单片簧，其特征在于，其包括：

单片簧本体(1B)，单片簧本体(1B)包括第一节段(100)、两个第二节段(101)和两个第三节段(102)，两个第二节段(101)分别连接在第一节段(100)两端，两个第三节段(102)分别连接在两个第二节段(101)远离第一节段(100)的两端，第二节段(101)的厚度自第一节段(100)到第三节段(102)方向逐渐减小；

所述单片簧本体(1B)的材料成分包括玻璃纤维和环氧树脂。

6.如权利要求5所述的单片簧，其特征在于：

还包括斜垫板(2)，斜垫板(2)安装在所述第三节段(102)上，斜垫板(2)的两端厚度不相等，以使所述斜垫板(2)的顶部形成倾斜面。

7.如权利要求6所述的单片簧，其特征在于：

所述倾斜面与所述第三节段(102)的顶面之间的夹角，等于满载时副簧支架的底面与所述第三节段(102)的顶面之间的夹角；所述斜垫板(2)靠近所述第二节段(101)一端的厚度大于所述斜垫板(2)远离所述第二节段(101)一端的厚度；或，

所述倾斜面与所述第三节段(102)的顶面之间的夹角，等于满载时副簧支架的底面与所述第三节段(102)的顶面之间的夹角；所述斜垫板(2)靠近所述第二节段(101)一端的厚度小于所述斜垫板(2)远离所述第二节段(101)一端的厚度。