[发明专利]端部加强型少片主簧在抛物线段与副簧间隙的设计方法

说明书

本发明涉及端部加强型少片主簧在抛物线段与副簧间隙的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片端部加强型少片变截面主簧的结构尺寸、弹性模量，首先确定出各片主簧的端点变形系数G_x‑Ei，及第N片主簧在抛物线段与副簧接触点处的变形系数G_x‑BC；然后，根据副簧开始起作用载荷的设计要求值及G_x‑Ei，得到第N片主簧的端点力F_N；随后，根据第N片主簧的根部平直段的厚度、G_x‑BC及F_N，对端部加强型少片变截面主簧在抛物线段与副簧触点之间的主副簧间隙进行设计。通过仿真验证可知，利用方法可得到准确可靠的主副簧间隙设计值，从而提高产品设计水平和性能及车辆平顺性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架钢板弹簧，特别是端部加强型少片主簧在抛物线段与副簧间隙的设计方法。

背景技术

对于少片变截面钢板弹簧，为了满足变刚度的要求，通常将其设计为主、副簧，其中，主簧在与副簧相接触点位置处设计有一定的间隙，确保在大于一定载荷之后，主、副簧接触而一起共同工作，满足车辆悬架对钢板弹簧刚度的设计要求。由于少片变截面主簧的第1片其受力复杂，不仅承受垂向载荷，同时还承受扭转载荷和纵向载荷，因此，实际所设计的第1片钢板弹簧的端部厚度，通常比其他各片的要偏厚一些，即大都采用端部非等构的少片变截面钢板弹簧；同时，为了加强主簧端部平直段与抛物线段的强度，通过在主簧端部平直段与抛物线段之间增设一斜线段，即采用端部非等构且加强型的少片变截面主簧，从而降低主簧端部应力。另外，由于所采用副簧的长度不同，即副簧与主簧的接触位置不同，因此，对于少片抛物线型变截面主、副钢板弹簧，可分为在端部平直段接触和在抛物线段接触的两种类型，以满足主副簧不同复合刚度的设计要求。然后，由于端部加强型少片变截面钢板弹簧在任意位置变形计算非常复杂，因此，先前一直未能给出端部加强型少片主簧在抛物线段与副簧接触点处的主、副簧间隙的设计方法。

尽管先前曾有人给出了少片斜线型变截面钢板弹簧的设计方法，例如，彭莫，高军曾在《汽车工程》，1992年(第14卷)第3期，提出了变断面钢板弹簧的设计计算方法，该方法主要是针对端部等构的少片抛物型变截面钢板弹簧进行设计，其不足之处是不能满足端部非等构的少片变截面钢板弹簧的设计要求，更不能满足端部加强型少片变截面主簧在抛物线段与副簧接触点处的主、副簧间隙的设计。随着计算机及有限元仿真软件的发展，目前尽管有人曾对端部非等构的少片变截面主簧的变形，采用ANSYS建模仿真法，但是该方法仅能对给出实际设计结构的少片变截面钢板弹簧的变形或刚度进行仿真验证，不能提供精确的解析设计式，更不能满足车辆快速发展及对悬架钢板弹簧现代化CAD设计软件开发的要求。

因此，必须建立一种精确、可靠的端部加强型少片主簧在抛物线段与副簧接触点处的主、副簧间隙的设计方法，满足车辆行业快速发展及对少片变截面主、副钢板弹簧精确设计的要求，提高变截面钢板弹簧的设计水平、产品质量和性能，提高车辆行驶平顺性和安全性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

发明内容