[发明专利]非端部接触式少片斜线型副簧根部厚度的设计方法

摘要

本发明涉及非端部接触式少片斜线型副簧根部厚度的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片主簧的结构参数、弹性模量、副簧长度、副簧斜线段的厚度比、及主副簧的复合刚度设计要求值KMAT，对非端部接触式少片斜线型变截面副簧的根部平直段厚度进行设计。通过实例及仿真验证可知，该发明所提供的非端部接触式少片斜线型变截面副簧根部厚度的设计方法是正确的，可得到准确可靠的副簧根部厚度设计值，为副簧根部厚度提供了可靠的设计方法，利用该方法提高非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性；同时，还可降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

非端部接触式少片斜线型副簧根部厚度的设计方法，其中，少片斜线型变截面主副簧是由根部平直段、斜线段和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，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和长度；副簧长度小于主簧长度，当载荷大于副簧起作用载荷时，副簧触点与主簧斜线段内某点相接触，即主副簧为非端部接触式；在各片主簧的结构参数、副簧长度、副簧片数、副簧斜线段厚度比、及主副簧复合刚度设计要求值给定情况下，对非端部接触式少片斜线型主、副簧的副簧根部厚度进行设计，具体设计步骤如下：(1)端点受力情况下的各片斜线型变截面主簧的端点变形系数Gx‑Di计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度LM，宽度b，弹性模量E，主簧斜线段的根部到主簧端点的水平距离l2M，主簧片数m，其中，第i片主簧的斜线段的厚度比βi，i＝1,2,…,m，对端点受力情况下的各片主簧的端点变形系数Gx‑Di进行计算，即Gx-Di=4Eb(LM3-l2M3)+6l2M3(βi+1)2[3(βi-1)-2lnβi(1+βi)]Eb+4βi3l2M3Eb;]]>(2)端点受力情况下的第m片主簧在斜线段与副簧接触点处的变形系数Gx‑BC计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度LM，宽度b，弹性模量E，主簧斜线段的根部到主簧端点的水平距离l2M，主簧片数m，其中，第m片主簧的斜线段的厚度比βm，副簧触点与主簧端点的水平距离l0，对端点受力情况下的第m片主簧在斜线段与副簧接触点的变形系数Gx‑BC进行计算，即Gx-BC=12l2M3Eb[βm(3βm2+7βm+4)2+(βm+1)3lnl2M(βm+1)l0+l2Mβm-l2Mβm(4l0+3l2Mβm)(βm+1)32(l0+l2Mβm)2]+4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb-6l2M2l0(l2M-l0)(βm+1)(2l0+l2Mβm+βml0)Eb(l0+l2Mβm)2;]]>(3)主副簧接触点受力情况下的第m片主簧的端点变形系数Cx‑Dpm计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度LM，宽度b，弹性模量E，主簧斜线段的根部到主簧端点的水平距离l2M，主簧片数m，其中，第m片主簧的斜线段的厚度比βm，副簧触点与主簧端点的水平距离l0，对主副簧接触点处受力情况下的第m片主簧的端点变形系数Gx‑Dpm进行计算，即Gx-Dpm=12Eb[l2M2(βm+1)(2l0+l0βm+4l2Mβm+3l2Mβm2)2+l2M3(βm+1)3lnl2M(βm+1)l0+l2Mβm]-12Eb[l2M3(βm+1)3(2l02+5l0l2Mβm+3l2M2βm2)2(l0+l2Mβm)2]+(4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2)Eb;]]>(4)主副簧接触点受力情况下的第m片主簧在斜线段与副簧接触点处的变形系数Cx‑BCp计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度LM，宽度b，弹性模量E，主簧斜线段的根部到主簧端点的水平距离l2M，主簧片数m，其中，第m片主簧的斜线段的厚度比βm，副簧触点与主簧端点的水平距离l0，对主副簧接触点处受力情况下的第m片主簧在斜线段与副簧接触点处的变形系数Gx‑BCp进行计算，即Gx-BCp=4(LM-l2M)(LM2-3LMl0+LMl2M+3l02-3l0l2M+l2M2)Eb-6l2M(βm+1)Eb[2l2M2βm+l02+3l2M2+2l2M2(1+βm)2lnl0+l2Mβml2M(βm+1)-4l0l2M-2l0l2MβM];]]>(5)端点受力情况下的n片叠加副簧的总端点变形系数Gx‑DAT计算：根据少片斜线型变截面副簧的一半长度LA，副簧片数n，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l3，副簧斜线段的根部到副簧端点的水平距离l2A＝LA‑l3，各片副簧的斜线段的厚度比βA，对n片叠加副簧的总端点变形系数Gx‑DAT进行计算，即Gx-DAT=4Ebn(LA3-l2A3)+6l2A3(βA+1)2[3(βA-1)-2lnβA(1+βA)]Ebn+4βA3l2A3Ebn;]]>(6)少片斜线型变截面副簧的根部平直段厚度h2A设计：根据主副簧的复合刚度设计要求值KMAT，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h2M，步骤(1)中计算所得到的Gx‑Di，步骤(2)中计算得到的Gx‑BC，步骤(3)中计算得到的Gx‑Dpm，步骤(4)中计算得到的Gx‑BCp，及步骤(5)中计算所得到的Gx‑DAT，对所设计的n片副簧的根部厚度h2A进行设计，即h2A=(KMAT-Σi=1m-12h2M3Gx-Di)Gx-DmGx-DATh2M3-2Gx-DATh2M6(KMAT-Σi=1m-12h2M3Gx-Di)(Gx-DpmGx-BC-Gx-DmGx-BCp)+2Gx-BCph2M33.]]>