[发明专利]高强度两级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法

摘要

本发明涉及高强度两级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法，属于车辆悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据高强度两级渐变刚度板簧的各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、接触载荷、空载载荷和额定载荷，对高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷下的主簧挠度进行计算。通过ANSYS仿真和样机加载变形试验可知，本发明所提供的高强度两级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法是正确的，为高强度两级渐变刚度板簧设计及CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可得到准确可靠的高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷下的主簧挠度计算值，提高产品的设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性；同时，还可降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.高强度两级渐变刚度板簧的主簧挠度的计算方法，其中，板簧采用高强度钢板，各片板簧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；板簧由主簧和两级副簧构成，通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙，满足板簧接触载荷、渐变刚度及悬架在渐变载荷下的偏频保持不变的设计要求，即等偏频型高强度两级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数、骑马螺栓夹紧距、弹性模量、接触载荷、空载载荷和额定载荷，对高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷下的主簧挠度进行计算，具体计算步骤如下：(1)高强度两级渐变刚度板簧的不同片数l重叠段的等效厚度h_le的计算：根据主簧的片数n,主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,...,n；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,...,m₁；第二级副簧的片数m₂,第二级副簧各片的厚度h_A2k，k＝1,2,...,m₂；主副簧的总片数N＝n+m₁+m₂，对渐变刚度钢板弹簧的不同片数l重叠段的等效厚度h_le进行计算，l＝1,2,...,N，即(2)高强度两级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M的计算：根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n，主簧各片的一半夹紧长度L_i，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝i＝1,2,…,n，对主簧夹紧刚度K_M进行计算，即(3)高强度两级渐变刚度板簧的主簧与第一级副簧复合夹紧刚度K_MA1的计算：根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n，主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j，j＝1,2,...,m₁；主簧与第一级副簧的片数之和N₁＝n+m₁，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝1,2,…,N₁，对主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度K_MA1进行计算，即(4)高强度两级渐变刚度板簧的主副簧复合夹紧刚度K_MA2的计算：根据高强度两级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n,主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n；第一级副簧的片数m₁，第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j，j＝1,2,…,m₁；第二级副簧片数m₂，第二级副簧各片的一半夹紧长度分别为L_A2k＝L_N1+k，k＝1,2,…,m₂；主副簧的总片数N＝n+m₁+m₂，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝1,2,…,N，对主副簧的总复合夹紧刚度K_MA2进行计算，即(5)高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷情况下的主簧挠度计算：根据空载载荷P₀，额定载荷P_N,第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2，第2次完全接触载荷P_w2，步骤(2)～步骤(4)中分别计算得到的K_M、K_MA1和K_MA2，对高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷P下的主簧挠度f_M进行计算，即