[发明专利]非端部接触式少片斜线型主副簧各片强度的校核方法

权利要求书

1.非端部接触式少片斜线型主副簧各片强度的校核方法，其中，少片斜线型变截面主副簧的一半对称结构是由根部平直段、斜线段和端部平直段3段构成；各片主簧的端部平直段非等构，即第1片主簧的端部平直段的厚度和长度，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和长度；副簧长度小于主簧长度，当载荷大于副簧起作用载荷时，副簧触点与主簧在斜线段内某点相接触，即主副簧为非端部接触式；主副簧接触之后，各片主副簧的端点力不相同，且与副簧相接触的1片主簧除了受端点力之外，还在接触点处受副簧触点支撑力的作用；在非端部接触式少片斜线型主副簧的各片结构参数、弹性模量、许用应力、副簧起作用载荷及最大载荷给定情况下，对非端部接触式少片斜线型主副簧的各片主簧和副簧的应力强度进行校核，具体校核步骤如下：

(1)非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的一半夹紧刚度计算：

I步骤：主副簧接触之前的各片主簧的一半夹紧刚度K_Mi计算：

根据少片斜线型变截面主簧的一半长度L_M，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h_2M，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l₃，主簧斜线段的根部到主簧端点的水平距离l_2M；第i片主簧的斜线段的厚度比β_i，其中，i＝1,2,…,m，对主副簧接触之前的各片主簧的一半夹紧刚度K_Mi进行计算，即

KMi=h2M3Gx-Di,i=1,2,...,m;]]>

式中，

II步骤：主副簧接触之后的各片主簧的一半夹紧刚度K_MAi计算：

根据少片斜线型变截面主簧的一半长度L_M，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h_2M，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l₃，主簧斜线段的根部到主簧端点的水平距离l_2M；第i片主簧的斜线段的厚度比β_i，其中，i＝1,2,…,m；副簧的一半长度L_A，副簧片数n，各片副簧的根部平直段的厚度h_2A，副簧斜线段的根部到副簧端点的水平距离l_2A，副簧触点与主簧端点的水平距离l₀；第j片副簧的斜线段的厚度比β_Aj，其中，j＝1,2,…,n，对主副簧接触之后，各片主簧的一半夹紧刚度K_MAi进行计算，即

KMAi=h2M3Gx-Di,i=1,2,...,m-1h2M3(Gx-DATh2M3+Gx-BCph2A3)Gx-Dm(Gx-DATh2M3+Gx-BCph2A3)-Gx-DpmGx-BCh2A3,i=m;]]>

式中，

Gx-Di=4Eb[(LM-l3/2)3-l2M3]+6l2M3(βi+1)2[3(βi-1)-2lnβi(1+βi)]Eb+4βi3l2M3Eb;]]>

Gx-DAT=1Σj=1n1Gx-DAj;]]>

Gx-DAj=4Eb[(LA-l3/2)3-l2A3]+6l2A3(βAj+1)2[3(βAj-1)-2lnβAj(1+βAj)]Eb+4βAj3l2A3Eb;]]>

Gx-BC=12l2M3Eb[βm(3βm2+7βm+4)2+(βm+1)3lnl2M(βm+1)l0+l2Mβm-l2Mβm(4l0+3l2Mβm)(βm+1)32(l0+l2Mβm)2]+4(LM-l3/2)3-6l0(LM-l3/2)2-4l2M3+6l0l2M2Eb-6l2M2l0(l2M-l0)(βm+1)(2l0+l2Mβm+βml0)Eb(l0+l2Mβm)2;]]>

Gx-Dpm=12Eb[l2M2(βm+1)(2l0+l0βm+4l2Mβm+3l2Mβm2)2+l2M3(βm+1)3lnl2M(βm+1)l0+l2Mβm]-12Eb[l2M3(βm+1)3(2l02+5l0l2Mβm+3l2M2βm2)2(l0+l2Mβm)2]+[4(LM-l3/2)3-6l0(LM-l3/2)2-4l2M3+6l0l2M2]Eb;]]>

Gx-BCp=4(LM-l3/2-l2M)[(LM-l3/2)2-3(LM-l3/2)l0+(LM-l3/2)l2M+3l02-3l0l2M+l2M2]Eb-6l2M(βm+1)Eb[2l2M2βm+l02+3l2M2+2l2M2(1+βm)2lnl0+l2Mβml2M(βm+1)-4l0l2M-2l0l2Mβm];]]>

III步骤：各片副簧的一半夹紧刚度K_Aj计算：

根据少片斜线型变截面副簧的一半长度L_A，副簧片数n，各片副簧的根部平直段的厚度h_2A，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l₃，副簧斜线段的根部到副簧端点的水平距离l_2A；第j片副簧的斜线段的厚度比β_Aj，其中，j＝1,2,…,n，对各片副簧的一半夹紧刚度K_Aj进行计算，即

KAj=h2A3Gx-DAj,j=1,2,...,n;]]>

式中，

(2)非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的最大端点力计算：

i步骤：各片斜线型变截面主簧的最大端点力计算：

根据少片斜线型变截面主副簧所受最大载荷的一半即单端点最大载荷P_max，副簧片数n，副簧起作用载荷P_K，主簧片数m，I步骤中计算得到的K_Mi，及II步骤中计算所得到的K_MAi，对各片主簧的最大端点力P_maxi进行计算，即

Pmaxi=KMiPK2Σi=1mKMi+KMAi(2Pmax-PK)2Σi=1mKMAi;]]>

ii步骤：各片斜线型变截面副簧的最大端点力计算：

根据少片斜线型变截面钢板弹簧主簧所受最大载荷的一半即单端点最大载荷P_max，副簧起作用载荷P_K，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h_2M，副簧片数n，各片副簧的根部平直段的厚度h_2A，II步骤中计算得到的K_MAi、G_x-BC、G_x-BCp和G_x-DAT，及III步骤中计算得到的K_Aj，对各片副簧的最大端点力P_Amaxj进行计算，即

PAmaxj=KAjKMAmGx-BCh2A3(2Pmax-PK)Σj=1nKAjΣi=1mKMAi(Gx-DATh2M3+Gx-BCph2A3);]]>

(3)非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的最大应力计算：

A步骤：前m-1片主簧的各片最大应力计算：

根据少片斜线型变截面主簧的一半长度L_M，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h_2M，宽度b，安装间距的一半l₃，i步骤中计算得到的P_maxi，对前m-1片主簧的各片的最大应力分别进行计算，即

σimax=6Pmaxi(LM-l3/2)bh2M2,i=1,2,...,m-1;]]>

B步骤：第m片主簧的最大应力计算：

根据少片斜线型变截面主簧的斜线段的根部到主簧端点的水平距离l_2M，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h_2M，宽度b，第m片主簧的斜线段的厚度比β_m，i步骤中计算得到的第m片主簧的最大端点力P_maxm，对第m片主簧的最大应力进行计算，即

σmmax=6Pmaxmβm2l2Mb(βmh2M)2,]]>

C步骤：各片副簧的最大应力计算：

根据少片斜线型变截面副簧的一半长度L_A，副簧片数n，各片副簧的根部平直段的厚度h_2A，宽度b，安装间距的一半l₃，ii步骤中计算得到的P_Amaxj，对各片副簧的最大应力分别进行计算，即

σAjmax=6PAmaxj(LA-l3/2)bh2A2,j=1,2,...,n;]]>

(4)非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的应力强度校核：

①步骤：前m-1片主簧的应力强度校核：

根据钢板弹簧的许用应力[σ]，及A步骤中计算得到的前m-1片主簧的各片的最大应力，对非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的前m-1片主簧的各片应力强度进行校核，即：如果σ_imax>[σ]，则第i片主簧，不满足应力强度要求；如果σ_imax≤[σ]，则第i片主簧，满足应力强度要求，i＝1,2,…,m-1；

②步骤：第m片主簧的应力强度校核：

根据钢板弹簧的许用应力[σ]，及B步骤中计算得到的第m片主簧的最大应力，对非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的第m片主簧的应力强度进行校核，即：如果σ_mmax>[σ]，则第m片主簧，不满足应力强度要求；如果σ_mmax≤[σ]，则第m片主簧，满足应力强度要求；

③步骤：各片副簧的应力强度校核：

根据钢板弹簧的许用应力[σ]，及C步骤中计算得到的各片副簧的最大应力，对非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片副簧的应力强度进行校核，即：如果σ_Ajmax>[σ]，则第j片副簧，不满足应力强度要求；如果σ_Ajmax≤[σ]，则第j片副簧，满足应力强度要求，j＝1,2,…,n。