[发明专利]高强度一级渐变刚度板簧的夹紧刚度特性的计算方法

权利要求书

1.高强度一级渐变刚度板簧的夹紧刚度特性的计算方法，其中，板簧采用高强度钢板，各片板簧为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；通过主簧和副簧的初始切线弧高及渐变间隙，确保满足在渐变载荷时的车辆悬架偏频保持不变的设计要求，即等渐变偏频型一级渐变刚度板簧；根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、开始接触载荷和完全接触载荷，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性进行计算，具体计算步骤如下：

(1)高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数重叠段的等效厚度h_ke计算：

根据主簧片数n,各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,...,n；副簧片数m,各片副簧的厚度h_Aj，j＝1,2,...,m；主副簧的总片数N＝n+m，对主副簧各不同片数k重叠段的等效厚度h_ke进行计算，k＝1,2,...,N，即

$h_{ke}=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt[3]{\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}{h}_k^3},& 1\≤k\≤n\\ \sqrt[3]{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_k^3+\underset{j=1}{\overset{k-n}{\Σ}}{h}_{Aj}^3},& n+1\≤k\≤N\end{array}\right.;$

其中，主簧根部重叠部分的等效厚度h_Me＝h_ne；主副簧根部重叠部分的总等效厚度h_MAe＝h_Ne；

(2)载荷P<P_k时的高强度一级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M的计算：

根据高强度一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n，各片主簧的一半夹紧长度L_i，及步骤(1)中计算得到的h_ke，k＝i＝1,2,...,n，对载荷P<P_k时的主簧夹紧刚度K_M进行计算，即

$K_M=\frac{bE}{2\&lsqb;\frac{{\left(L_1-L_2\right)}^3}{h_{1e}^3}+\underset{k=2}{\overset{n-1}{\&Sigma;}}\frac{{(L_1-L_{k+1})}^3-{(L_1-L_k)}^3}{h_{ke}^3}+\frac{L_1^3-{(L_1-L_n)}^3}{h_{ne}^3}\&rsqb;};$

(3)载荷P>P_w时的高强度一级渐变刚度板簧的主副簧复合夹紧刚度K_MA的计算：

根据高强度一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n，各片主簧的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,...,n；副簧片数m，各片副簧的一半夹紧长度分别L_Aj＝L_n+j，j＝1,2,...,m；主副簧的总片数N＝n+m，及步骤(1)中计算得到的主副簧各不同片数重叠段的等效厚度h_ke，k＝1,2,...,N，对载荷P>P_w时的主副簧的复合夹紧刚度K_MA进行计算，即

$K_{MA}=\frac{bE}{2\&lsqb;\frac{{(L_1-L_2)}^3}{h_{1e}^3}+\underset{k=2}{\overset{N-1}{\&Sigma;}}\frac{{(L_1-L_{k+1})}^3-{(L_1-L_k)}^3}{h_{ke}^3}+\frac{L_1^3-{(L_1-L_N)}^3}{h_{Ne}^3}\&rsqb;};$

(4)在载荷P∈[P_k,P_w]范围内的主副簧渐变复合夹紧刚度K_kwp的计算：

根据开始接触载荷P_k，完全接触载荷P_w，步骤(2)中计算得到的K_M，对高强度一级渐变刚度板簧在载荷P∈[P_k,P_w]范围内的渐变复合夹紧刚度K_kwP进行计算，即

$K_{kwP}=\frac{P}{P_k}{K}_M,P\&Element;\&lsqb;P_k,P_w\&rsqb;;$

(5)高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性的计算：

根据额定载荷P_N，开始接触载荷P_k，完全接触载荷P_w，步骤(2)中计算得到的K_M，步骤(3)中计算得到的主副簧复合夹紧刚度K_MA，及步骤(4)中计算得到的K_kwP，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性进行计算，即

$K_P=\left\{\begin{array}{cc}{K}_M,& 0\&le;P\&lt;P_k\\ K_{kwP},& P_k\&le;P\&lt;P_w\\ K_{MA},& P_w\&le;P\&le;P_N\end{array}\right..$