[发明专利]高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆悬架板簧，特别是高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法。

背景技术

随着高强度钢板材料的出现，车辆悬架可采用高强度两级渐变刚度板簧，从而进一步满足在不同载荷下的车辆行驶平顺性及悬架渐变偏频保持不变的设计要求，其中，为了提高板簧使用寿命，提高车辆行驶安全性，防止在过载及冲击载荷情况下板簧发生断裂，通常依据最大限位挠度设置一限位装置。然而，由于主簧与一级副簧和二级副簧的渐变接触过程中，接触长度和渐变刚度都随载荷而变化，主簧挠度不仅与主簧和一级副簧及二级副簧的结构参数有关，而且还与各次接触载荷有关，因此，高强度两级渐变刚度板簧的主簧挠度计算非常复杂，据所查资料可知，先前国内外一直未给出高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对高强度两级渐变刚度板簧悬架系统设计提出了更高要求，因此，必须建立一种精确、可靠的高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法，得到准确可靠的最大限位挠度设计值，提高板簧使用寿命，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性和安全性及其对高强度两级渐变刚度板簧的设计要求，提高产品的设计水平、质量及车辆行驶平顺性和安全性；同时，还可降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法，设计流程图，如图1所示。等偏频两级渐变刚度板簧的各片板簧采用高强度钢板，宽度为b，弹性模量为E，各片板簧的以中心栓穿装孔为中心的对称结构，其安装夹紧距的一半L₀为骑马螺栓夹紧距的一半L₀；高强度两级渐变刚度板簧的的一半对称结构如图2所示，由主簧1、第一级副簧2和第二级副簧3构成，其中，主簧1的片数为n，主簧各片的厚度为h_i，一半作用长度为L_iT，一半夹紧长度为L_i＝L_iT-L₀/2，i＝1,2,…,n，主簧夹紧刚度为K_M，主簧初始切线弧高为H_gM0。第一级副簧2的片数为m₁，第一级副簧各片的厚度为h_A1j，一半作用长度为L_A1jT，一半夹紧长度为L_A1j＝L_AjT-L₀/2，j＝1,2,…,m₁，主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度为K_MA1，第一级副簧的初始切线弧高为H_gA10，以确保满足主簧末片的下表面与第一副簧首片的上表面之间的第一级渐变间隙δ_MA1的设计要求。第二级副簧3的片数为m₂，第二级副簧各片的厚度为h_A2k，一半作用长度为L_A2kT，一半夹紧长度为L_A2k＝L_A2kT-L₀/2，k＝1,2,…,m₂，主副簧的总复合夹紧刚度为K_MA2；第二级副簧的初始切线弧高为H_gA20，以确保第一级副簧末片下表面与第二副簧首片的上表面之间的第二级渐变间隙δ_A12的设计要求。依据最大许用应力及最大许用载荷所对应的主簧挠度作为板簧的最大限位挠度，并根据最大限位挠度设置一限位装置，对板簧起保护作用，防止因受冲击载荷而断裂，从而提高板簧使用寿命。根据各片板簧的结构参数、弹性模量、最大许用应力、额定载荷及接触载荷，对高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度进行设计。

为解决上述技术问题，本发明所提供的高强度两级渐变刚度板簧的最大限位挠度的设计方法，其特征在于采用以下设计步骤：

(1)高强度两级渐变刚度板簧的最大许用载荷P_max的确定：

A步骤：各不同片数l重叠段的等效厚度计算