[发明专利]一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度的设计方法

摘要

本发明涉及一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据该渐变刚度板簧的的骑马螺栓加紧距、首片副簧初始切线弧高、加紧长度、厚度、弹性模量及其他各片副簧的作用长度，在首片初始曲面形状计算的基础上，通过曲面微元及叠加计算，对一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度进行设计。通过实际下料和样机加工验证可知，利用该方法可得到准确可靠的各片副簧下料长度设计值，为板簧的设计、下料、加工及现代化CAD软件开发奠定了可靠的技术。同时，利用该方法还可以节省材料、优化生产工艺、提高生产效率，降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度的设计方法，其中，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，确保满足板簧渐变刚度、主簧应力强度及悬架偏频特性的设计要求，即非等偏频型一级渐变刚度板簧；根据渐变刚度板簧的各片副簧的结构参数，首片副簧的初始切线弧高，弹性模量，骑马螺栓夹紧距，在首片副簧初始曲面形状计算的基础上，通过曲面微元及叠加计算，对一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度进行设计，其特征在于采用以下具体设计步骤：(1)一级渐变刚度板簧的首片副簧的等效端点力F_A1e的计算：根据一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片副簧的厚度h_A1，首片副簧的一半夹紧长度L_A1，副簧初始切线弧高H_gA0，对首片副簧的等效端点力F_A1e进行计算，即(2)一级渐变刚度板簧的首片副簧在任意位置处的变形系数G_Ax的计算：根据一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片副簧的一半夹紧长度L_A1，以距离板簧对称中心L₀/2的位置为坐标原点，对首片副簧任意位置x处的变形系数G_Ax进行计算，即(3)一级渐变刚度板簧的首片副簧初始曲面形状f_Ax的计算：根据首片副簧的厚度h_A1，首片副簧的一半夹紧长度L_A1，步骤(1)中计算得到的F_A1e，步骤(2)中计算得到的G_Ax，对首片副簧初始曲面形状f_Ax进行计算，即(4)一级渐变刚度板簧的首片副簧下料长度L_Ac1的设计：根据骑马螺栓夹紧距的一半L₀；首片副簧的厚度h_A1，首片副簧的一半夹紧长度L_A1，以ΔL为曲面微元长度，在0～L_A1范围内划分为N_c＝L_A1/ΔL个曲面微元，根据步骤(3)中计算得到的f_Ax及在任意位置x_i处的曲面高度f_Axi，0≤x_i≤L_A1，i＝1,2,…,N_c+1，利用叠加原理对首片副簧的下料长度L_Ac1进行设计，即(5)一级渐变刚度板簧的其他各片副簧下料长度的设计：a步骤：根据副簧片数m，首片副簧的一半作用长度L_A1t，其他各片副簧的一半作用长度L_Ajt，j＝2,…,m，对首片副簧与其他各片副簧的一半作用长度之差进行计算，即ΔL_Aj1＝L_A1t‑L_Ajt，j＝2,…,m；b步骤：其他各片副簧下料长度的设计根据骑马螺栓夹紧距的一半L₀；副簧片数m，步骤(4)中计算得到的L_Ac1，a步骤中计算得到的ΔL_Aj1,j＝2,…,m；对其他各片副簧的下料长度进行设计，即L_Ajc＝L_Ac1‑2ΔL_Aj1，j＝2,…,m。