[发明专利]端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧弧高的设计方法

摘要

本发明涉及端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧弧高的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片弹簧的结构参数、弹性模量、额定载荷及在额定载荷下的剩余切线弧高设计要求值，对端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的初始切线弧高进行设计。通过样机加载变形试验测试可知，本发明所提供的端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧弧高的设计方法是正确的，可得到准确可靠的初始切线弧高设计值，为端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的设计及CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性，同时，降低产品设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧弧高的设计方法，其中，端部非等构的少片抛物线型变截面钢板弹簧各片弹簧的端部非等构，即第1片弹簧端部平直段的厚度和长度，大于其他各片弹簧端部平直段的厚度和长度；弹簧弧高是指弹簧端部上表面水平切线与弹簧中心上表面之间的垂直距离，即弹簧切线弧高；在各片弹簧的结构参数、弹性模量、额定载荷及在额定载荷下的剩余切线弧高设计要求值给定情况下，对端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的初始切线弧高进行设计，其特征在于采用以下具体设计步骤：(1)端点受力情况下的抛物线型钢板弹簧各片弹簧端点变形系数Gx‑Di的计算：根据少片抛物线型变截面钢板弹簧的一半长度LM，宽度b，安装间距的一半l3，抛物线根部到弹簧端点的距离l2M，弹性模量E，第i片弹簧的抛物线段的厚度比βi，其中，i＝1,2,…,N，N为弹簧片数，对端点受力情况下的各片弹簧在端点处的变形系数Gx‑Di进行计算，即Gx-Di=4[l2M3(1-βi3)+(LM-l3/2)3]Eb;]]>(2)额定载荷下的抛物线型钢板弹簧首片弹簧所受端部力F1的计算：I步骤：根据少片抛物线型变截面钢板弹簧的根部厚度h2M，及步骤(1)中计算得到的Gx‑Di，确定各片弹簧在夹紧状态下的一半刚度KMi，即KMi=h2M3Gx-Di;]]>其中，i＝1,2,…,N，N为弹簧片数；II步骤：根据少片抛物线型变截面钢板弹簧所受的一半额定载荷P，弹簧片数N，及I步骤中所确定的KMi，对额定载荷下的抛物线型变截面钢板弹簧首片弹簧所受的端部力F1进行计算，即F1=KM1PΣi=1NKMi;]]>(3)额定载荷下的抛物线型钢板弹簧端部变形fD的计算：根据步骤(2)中I步骤所确定的KM1，及II步骤中所确定的F1，对额定载荷下的钢板弹簧的端部变形fD进行计算，即fD=F1KM1;]]>(4)端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧初始切线弧高的设计：根据额定载荷下的剩余切线弧高设计要求值Hm，及步骤(3)中计算得到的fD，确定各片弹簧的初始切线弧高，即Hci＝Hm+fD；其中，i＝1,2,…,N，N为弹簧片数。