[发明专利]高强度一级渐变刚度板簧的夹紧刚度特性的计算方法

摘要

本发明涉及高强度一级渐变刚度板簧的夹紧刚度特性的计算方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、主副簧开始接触载荷和完全接触载荷，对高强度一级渐变刚度板簧的加紧刚度随载荷的变化特性进行计算。通过样机加载变形试验结果可知，本发明所提供的高强度一级渐变刚度板簧的夹紧刚度特性的计算方法是正确的，可得到准确可靠的刚度特性计算值，为高强度一级渐变刚度板簧的设计、刚度校核计算和CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提升高强度一级渐变刚度板簧的设计水平、产品质量和性能，提高车辆行驶平顺性，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

高强度一级渐变刚度板簧的夹紧刚度特性的计算方法，其中，板簧采用高强度钢板，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；通过主簧和副簧的初始切线弧高及渐变间隙，确保满足在渐变载荷时的车辆悬架偏频保持不变的设计要求，即等渐变偏频型一级渐变刚度板簧；根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、开始接触载荷和完全接触载荷，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性进行计算，具体计算步骤如下：(1)高强度一级渐变刚度板簧的各不同片数重叠段的等效厚度hke计算：根据主簧片数n,各片主簧的厚度hi，i＝1,2,...,n；副簧片数m,各片副簧的厚度hAj，j＝1,2,...,m；主副簧的总片数N＝n+m，对主副簧各不同片数k重叠段的等效厚度hke进行计算，k＝1,2,...,N，即hke=Σi=1khk33,1≤k≤nΣi=1nhk3+Σj=1k-nhAj33,n+1≤k≤N;]]>其中，主簧根部重叠部分的等效厚度hMe＝hne；主副簧根部重叠部分的总等效厚度hMAe＝hNe；(2)载荷P<Pk时的高强度一级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度KM的计算：根据高强度一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n，各片主簧的一半夹紧长度Li，及步骤(1)中计算得到的hke，k＝i＝1,2,...,n，对载荷P<Pk时的主簧夹紧刚度KM进行计算，即KM=bE2[(L1-L2)3h1e3+Σk=2n-1(L1-Lk+1)3-(L1-Lk)3hke3+L13-(L1-Ln)3hne3];]]>(3)载荷P>Pw时的高强度一级渐变刚度板簧的主副簧复合夹紧刚度KMA的计算：根据高强度一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n，各片主簧的一半夹紧长度Li，i＝1,2,...,n；副簧片数m，各片副簧的一半夹紧长度分别LAj＝Ln+j，j＝1,2,...,m；主副簧的总片数N＝n+m，及步骤(1)中计算得到的主副簧各不同片数重叠段的等效厚度hke，k＝1,2,...,N，对载荷P>Pw时的主副簧的复合夹紧刚度KMA进行计算，即KMA=bE2[(L1-L2)3h1e3+Σk=2N-1(L1-Lk+1)3-(L1-Lk)3hke3+L13-(L1-LN)3hNe3];]]>(4)在载荷P∈[Pk,Pw]范围内的主副簧渐变复合夹紧刚度Kkwp的计算：根据开始接触载荷Pk，完全接触载荷Pw，步骤(2)中计算得到的KM，对高强度一级渐变刚度板簧在载荷P∈[Pk,Pw]范围内的渐变复合夹紧刚度KkwP进行计算，即KkwP=PPkKM,P∈[Pk,Pw];]]>(5)高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性的计算：根据额定载荷PN，开始接触载荷Pk，完全接触载荷Pw，步骤(2)中计算得到的KM，步骤(3)中计算得到的主副簧复合夹紧刚度KMA，及步骤(4)中计算得到的KkwP，对高强度一级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性进行计算，即KP=KM,0≤P<PkKkwP,Pk≤P<PwKMA,Pw≤P≤PN.]]>