[发明专利]非端部接触式少片端部加强型主副簧的副簧刚度设计方法

摘要

本发明非端部接触式少片端部加强型主副簧的副簧刚度设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧的结构参数、副簧长度、弹性模量及主副簧复合刚度设计要求值，对非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的副簧刚度进行设计。通过主副簧刚度试验验证可知，该方法可得到准确可靠的副簧刚度设计值，为非端部接触式少片端部加强型主副簧的副簧刚度设计提供了可靠的设计方法，为此结构类型变截面主副簧的解析设计及CAD软件开发奠定了技术基础。利用该方法可提高车辆悬架少片变截面主副簧的设计水平和性能及车辆行驶平顺性，同时，降低悬架弹簧重量和成本，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

非端部接触式少片端部加强型主副簧的副簧刚度设计方法，其中，非端部接触式少片端部加强型主副簧的一半对称结构由根部平直段、抛物线段、斜线段和端部平直段四段构成，斜线段对变截面主副簧的端部起加强作用；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，以满足第1片主簧复杂受力的要求；副簧触点与主簧抛物线段之间设有一定的主副簧间隙，以满足副簧起作用载荷的设计要求；当载荷大于副簧起作用载荷时，副簧触点与主簧抛物线段内某点相接触而共同工作，以满足主副簧复合刚度的设计要求；在各片主簧的结构参数、副簧长度、弹性模量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端部加强型主副簧的副簧刚度进行设计，具体设计步骤如下：(1)端点受力情况下的各片端部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx‑Ei计算：根据非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的宽度b，斜线段的长度Δl，弹性模量E；主簧的一半长度LM，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，主簧片数m，其中，第i片主簧的抛物线段的厚度比βi，第i片主簧斜线段的厚度比γMi，第i片主簧斜线段的根部到主簧端点的距离l1Mpi，第i片主簧斜线段的端部到第i片主簧端点的距离l1Mi，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‑Ei进行计算，即Gx-Ei=4(LM3-l2M3)Eb-8l2M3/2(l1Mpi3/2-l2M3/2)Eb+4l1Mi3EbγMi3βi3+6Δl(4l1Mi2γMi-l1Mi2-3l1Mi2γMi2+3l1Mpi2γMi2-4l1Mpi2γMi3)EbγMi2βi3(γMi-1)3-6Δl(-l1Mpi2γMi4-2l1Mil1MpiγMi+2l1Mi2γMi2lnγMi+2l1Mpi2γMi2lnγMi+2l1Mil1MpiγMi3-4l1Mil1MpiγMi2lnγMi)EbγMi2βi3(γMi-1)3;]]>(2)端点受力情况下的第m片端部加强型变截面主簧在抛物线段与副簧接触点处的变形系数Gx‑BC计算：根据非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的宽度b，弹性模量E；主簧的一半长度LM，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，副簧触点与主簧端点的少片距离l0，主簧片数m，对端点受力情况下的第m片主簧在抛物线段与副簧接触点处的变形系数Gx‑BC进行计算，即(3)主副簧接触点受力情况下的第m片端部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx‑Epm计算：根据非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的宽度b，弹性模量E；主簧的一半长度LM，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，副簧触点与主簧端点的少片距离l0，主簧片数m，对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧的端点变形系数Gx‑Epm进行计算，即(4)主副簧接触点受力情况下的第m片端部加强型变截面主簧在抛物线段与副簧接触点处的变形系数Gx‑BCp计算：根据非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的宽度b，弹性模量E；主簧的一半长度LM，主簧抛物线段的根部到主簧端点的距离l2M，副簧触点与主簧端点的少片距离l0，主簧片数m，对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧在抛物线段与副簧接触点处的变形系数Gx‑BCp进行计算，即(5)非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的副簧刚度KAT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‑Ei，步骤(2)中计算得到的Gx‑BC，步骤(3)中计算得到的Gx‑Epm，及步骤(4)中计算得到的Gx‑BCp，对非端部接触式少片端部加强型变截面主副簧的副簧刚度KAT进行设计，即