[发明专利]非等偏频型三级渐变刚度板簧的接触载荷匹配设计方法

权利要求书

1.非等偏频型三级渐变刚度板簧的接触载荷匹配设计方法，其中，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；通过主簧和各级副簧初始切线弧高及三级渐变间隙，满足板簧接触载荷、渐变复合夹紧刚度、悬架偏频及车辆行驶平顺性安全性的要求，同时，将各级副簧适当提前承担载荷，确保满足主簧应力强度及车辆行驶安全性的要求，即非等偏频型三级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，许用应力，空载载荷和额定载荷，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的各次接触载荷进行匹配设计，具体匹配设计步骤如下：

(1)主簧及其与各级副簧的根部重叠部分等效厚度hMe、hMA1e、hMA2e和hMA3e的计算：

I步骤：主簧根部重叠部分的等效厚度hMe的计算

根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi，对主簧根部重叠部分的等效厚度hMe进行计算，即

h M e = Σ i = 1 n h i 3 3 , i = 1 , 2 , ... , n ; ]]>

II步骤：主簧与第一级副簧的根部重叠部分的等效厚度hMA1e的计算

根据第一级副簧的片数n1，第一级副簧各片的厚度hA1j，j＝1,2,…,n1，及I步骤中计算得到的hMe，对主簧与第一级副簧的根部重叠部分的等效厚度hMA1e进行计算，即

h M A 1 e = h M e 3 + Σ j = 1 n 1 h A 1 j 3 3 , j = 1 , 2 , ... , n 1 ; ]]>

III步骤：主簧与第一级和第二级副簧的根部重叠部分的等效厚度hMA2e的计算

根据第二级副簧的片数n2，第二级副簧各片的厚度hA2k，k＝1,2,…,n2，及II步骤中计算得到的hMA1e，对主簧与第一级副簧和第二级副簧的根部重叠部分的等效厚度hMA2e进行计算，即

h M A 2 e = h M A 1 e 3 + Σ k = 1 n 2 h A 2 k 3 3 ; ]]>

IV步骤：主副簧的根部重叠部分的总等效厚度hMA3e的计算

根据第三级副簧的片数n3＝1，第三级副簧各片的厚度hA3l，l＝1,2,…,n3，及III步骤中计算得到的hMA2e，对主副簧的根部重叠部分的总等效厚度hMA3e进行计算，即

h M A 3 e = h M A 2 e 3 + Σ l = 1 n 3 h A 3 l 3 3 ; ]]>

(2)非等偏频型三级渐变刚度板簧的第1次开始接触载荷Pk1的匹配设计：

A步骤：主簧最大厚度板簧的厚度hmax的确定

根据主簧片数n，各片主簧的厚度hi，i＝1,2,…,n，确定主簧最大厚度板簧的厚度hmax，即

hmax＝max(hi)，i＝1,2,…,n；

B步骤：最大第1次开始接触载荷Pk1max的计算

根据非等偏频型三级渐变刚度板簧的宽度b，许用应力[σ]，额定载荷PN；主簧首片的一半夹紧长度L1，A步骤中确定的hmax，及(1)步骤中计算得到的hMe、hMA1e、hMA2e和hMA3e，建立最大第1次开始接触载荷Pk1max的数学模型，即

( 1 h M e 3 - 1 h M A 1 e 3 ) P k 1 max P N + ( 1 h M A 1 e 3 - 1 h M A 2 e 3 ) P k 1 max 3 / 4 P N 3 / 4 + ( 1 h M A 2 e 3 - 1 h M A 3 e 3 ) P k 1 max 5 / 8 P N 5 / 8 + 1 h M A 3 e 3 - [ σ ] b 3 P N h max L 1 = 0 ; ]]>

利用Matlab计算程序，求解上述关于Pk1max的数学模型，便可得到最大第1次开始接触载荷Pk1max；

C步骤：第1次开始接触载荷Pk1进行优化匹配设计

根据空载载荷P0，及B步骤计算得到的Pk1max，对第1次开始接触载荷Pk1进行优化匹配设计，即

Pk1＝P0+0.618(Pk1max-P0)；

(3)非等偏频型三级渐变刚度板簧的第3次完全接触载荷Pw3的匹配设计：

根据额定载荷PN，及步骤(2)的C步骤中计算得到的Pk1，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的第3次完全接触载荷Pw3进行匹配设计，即

P w 3 = P k 1 P N ; ]]>

(4)非等偏频型三级渐变刚度板簧的第2次开始接触载荷Pk2的匹配设计：

根据步骤(2)的C步骤中设计得到的Pk1，步骤(3)中匹配设计得到的Pw3，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的第2次开始接触载荷Pk2进行匹配设计，即

P k 2 = P k 1 P w 3 ; ]]>

(5)非等偏频型三级渐变刚度板簧的第3次开始接触载荷Pk3的匹配设计：

根据步骤(4)中匹配设计得到的Pk2，步骤(3)中匹配设计得到的Pw3，对非等偏频型三级渐变刚度板簧的第3次开始接触载荷Pk3进行匹配设计，即

P k 3 = P k 2 P w 3 . ]]>