[发明专利]端部接触式少片抛物线型变截面主副簧的强度校核方法

摘要

本发明涉及端部接触式少片抛物线型变截面主副簧的强度校核方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据端部接触式少片抛物线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、许用应力、副簧起作用载荷及主副簧所承受的最大载荷，对各片主簧和副簧应力强度进行校核。通过实例及仿真验证可知，该发明所提供的端部接触式少片抛物线型变截面主副簧的强度校核方法是正确的，各片主簧和副簧的应力强度校核值是准确可靠的，利用该方法可提高端部接触式少片抛物线型变截面主副钢板弹簧的设计水平、产品质量和使用寿命、及车辆行驶平顺性；同时，还可降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.端部接触式少片抛物线型变截面主副簧的强度校核方法，其中，少片抛物线型变截面主副簧的一半对称结构由根部平直段、抛物线段、端部平直段三段构成；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，分别大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和长度；副簧的长度小于主簧的长度，当载荷大于副簧起作用载荷，副簧触点与主簧端部平直段内某点相接触；主副簧接触之后，各片主副簧的端点力不相同，且与副簧相接触的末片主簧不仅受端点力，而且还受副簧触点支撑力的作用；在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、主副簧所承受最大载荷给定情况下，对端部接触式少片抛物线型变截面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)端部接触式少片抛物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KMi计算：根据少片抛物线型变截面主簧的一半长度LM，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h2M，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l3，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，第i片主簧的抛物线段的厚度比βi，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KMi进行计算，即式中，II步骤：主副簧接触之后的各片主簧的一半夹紧刚度KMAi计算：根据少片抛物线型变截面主簧的一半长度LM，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h2M，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l3，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，第i片主簧的抛物线段的厚度比βi，其中，i＝1,2,…,m；副簧的一半长度LA，副簧片数n，各片副簧根部平直段的厚度h2A，副簧触点与主簧端点的水平距离l0，副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2A，第j片副簧的抛物线段的厚度比βAj，其中，j＝1,2,…,n，对主副簧接触之后的各片主簧的一半夹紧刚度KMAi进行计算，即式中，其中，β_m为第m片主簧的抛物线段的厚度比；III步骤：各片副簧的一半夹紧刚度KAj计算：根据少片抛物线型变截面副簧的一半长度LA，副簧片数n，各片副簧的根部平直段的厚度h2A，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l3，副簧抛物线段的根部到副簧端点的距离l2A；第j片副簧的抛物线段的厚度比βAj，其中，j＝1,2,…,n，对各片副簧的一半夹紧刚度KAj进行计算，即式中，(2)端部接触式少片抛物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：各片主簧的最大端点力计算：根据端部接触式少片抛物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Pmax，副簧起作用载荷PK，主簧片数m，I步骤中计算得到的KMi，及II步骤中计算所得到的KMAi，对各片主簧的最大端点力Pimax进行计算，即ii步骤：各片副簧的最大端点力计算：根据少片抛物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Pmax，副簧起作用载荷PK；主簧片数m，各片主簧根部平直段的厚度h2M；副簧片数n，各片副簧根部平直段的厚度h2A，II步骤中计算得到的KMAi、Gx‑CD、Gx‑CDz和Gx‑DAT，及III步骤中计算得到的KAj，对各片副簧的最大端点力PAjmax进行计算，即(3)端部接触式少片抛物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片主簧的最大应力计算：根据少片抛物线型变截面主簧的一半长度LM，主簧片数m，各片主簧根部平直段的厚度h2M，宽度b，安装间距的一半l3，i步骤中计算得到的Pimax，对前m‑1主簧的最大应力进行计算，即B步骤：第m片主簧的最大应力计算：根据少片抛物线型变截面主簧的根部平直段的厚度h2M，宽度b，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，第m片主簧的抛物线段的厚度比βm，副簧触点与主簧端点的水平距离l0，i步骤中计算得到的Pmmax，ii步骤中计算得到的PAjmax，对第m片主簧的最大应力进行计算，即C步骤：各片副簧的最大应力计算：根据少片抛物线型变截面副簧的一半长度LA，副簧片数n，各片副簧根部平直段的厚度h2A，宽度b，安装间距的一半l3，ii步骤中计算得到的PAjmax，对各片副簧的最大应力进行计算，即(4)端部接触式少片抛物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，对端部接触式少片抛物线型变截面主副簧的前m‑1片主簧的各片的应力强度进行校核，即：如果σimax>[σ]，则第i片主簧，不满足应力强度要求；如果σimax≤[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，对端部接触式少片抛物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σmmax>[σ]，则第m片主簧，不满足应力强度要求；如果σmmax≤[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，对端部接触式少片抛物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σAjmax>[σ]，则第j片副簧，不满足应力强度要求；如果σAjmax≤[σ]，则第j片副簧，满足应力强度要求，j＝1,2,…,n。