[发明专利]端部加强非等构少片变截面板簧预夹紧应力的匹配设计法

权利要求书

1.端部加强非等构少片变截面板簧预夹紧应力的匹配设计法，其中，板簧的一半作用长度由根部平直段、抛物线段、斜线段和端部平直段四段构成；根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，斜线段用于增加板簧端部的强度；各片板簧根部平直段的厚度相等，各片板簧的端部平直段非等构，首片板簧的端部平直段的厚度和长度，大于其他各片板簧的端部平直段的厚度和长度，即端部加强非等构少片抛物线型变截面板簧；各片板簧预夹紧应力的匹配设计是各片自由切线弧高设计的前提；根据板簧片数，弹性模量，各片板簧的结构参数，额度载荷，及首片板簧在额度载荷下的许用应力，对端部加强非等构少片抛物线型变截面板簧的各片板簧的预夹紧应力进行匹配设计，其特征在于采用以下具体匹配设计步骤：

(1)端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧夹紧刚度Ki的计算：

A步骤：各片板簧的夹紧端点变形系数Gx-Ei的计算

根据板簧片数n，板簧的宽度b，抛物线段的根部到板簧端点的水平距离l2，斜线段的水平长度Δl，弹性模量E；各片板簧的根部平直段的厚度h2，抛物线段的端部厚度h1ip，端部平直段的厚度h1i；各片板簧的抛物线段的厚度比βi＝h1ip/h2，斜线段的厚度比γi＝h1i/h1ip；各片板簧的斜线段的根部到板簧端点的水平距离l1ip，各片板簧的端部平直段的长度l1i，对端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点变形系数Gx-Ei进行计算，i＝1,2,…,n，即

G x - E i = 4 ( L 3 - l 2 3 ) E b - 8 l 2 3 / 2 ( l 1 i p 3 / 2 - l 2 3 / 2 ) E b + 4 l 1 i 3 Ebγ i 3 β i 3 + 6 Δ l ( 4 l 1 i 2 γ i - l 1 i 2 - 3 l 1 i 2 γ i 2 + 3 l 1 i p 2 γ i 2 - 4 l 1 i p 2 γ i 3 + l 1 i p 2 γ i 4 ) Ebγ i 2 β i 3 ( γ i - 1 ) 3 + 6 Δ l ( - 2 l 1 i l 1 i p γ i + 2 l 1 i 2 γ i 2 lnγ i + 2 l 1 i p 2 γ i 2 lnγ i + 2 l 1 i l 1 i p γ i 3 - 4 l 1 i l 1 i p γ i 2 lnγ i ) Ebγ i 2 β i 3 ( γ i - 1 ) 3 , i = 1 , 2 , ... , n ; ]]>

B步骤：各片板簧的夹紧刚度Ki的计算

根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h2，A步骤中计算得到的Gx-Ei，对端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧刚度Ki进行计算，i＝1,2,…n，即

K i = 2 h 2 3 G x - E i , i = 1 , 2 , ... n ; ]]>

(2)端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的首片板簧根部最大应力σmax1的计算:

根据板簧片数n，板簧的宽度b，各片板簧的根部平直段的厚度h2，抛物线段的根部到板簧端点的水平距离l2，额度载荷PN，步骤(1)中计算得到的Ki，对端部加强非等构式抛物线型变截面板簧在额定载荷下的首片板簧的根部最大应力σmax1进行计算，即

σ m a x 1 = 3 K 1 P N l 2 Σ i = 1 n K i bh 2 2 ; ]]>

(3)端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧之间预夹紧应力差Δσ的确定:

根据板簧片数n，首片板簧在额度载荷下的许用应力[σ1]，步骤(2)中计算得到的σmax1，对端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧之间的预夹紧应力差Δσ进行确定，即

Δ σ = 2 ( σ m a x 1 - [ σ 1 ] ) ( n - 1 ) ; ]]>

(4)端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧预夹紧应力σi的匹配设计:

根据板簧片数n，首片板簧在额度载荷下的许用应力[σ1]，步骤(2)中计算得到的σmax1，步骤(3)中所确定的Δσ，对端部加强非等构式抛物线型变截面板簧的各片板簧的预夹紧应力σi进行匹配设计，i＝1,2,…,n，即

σi＝[σ1]-σmax1+(i-1)Δσ，i＝1,2,…,n。