[发明专利]高强度三级渐变刚度板簧的刚度特性的计算方法

摘要

本发明涉及高强度三级渐变刚度板簧的刚度特性的计算方法，属于车辆悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据高强度三级渐变刚度板簧的各片主簧和副簧的结构参数，弹性模量，额定载荷，及各次接触载荷，对高强度三级渐变刚度板簧在不同载荷下的刚度特性进行计算。通过样机试验测试可知，在不同载荷下的刚度特性计算值与样机试验测试值相吻合，表明所提供的高强度三级渐变刚度板簧的刚度特性计算方法是正确的，为高强度三级渐变刚度板簧设计及刚度特性计算奠定了可靠的技术基础。利用该方法可得可靠的刚度特计算值，确保板簧满足悬架偏频设计要求，提高车辆行驶平顺性；同时，降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.高强度三级渐变刚度板簧的刚度特性的计算方法，其中，板簧采用高强度钢板，各片板簧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；板簧由主簧和三级副簧构成，通过主簧和三级副簧的初始切线弧高及三级渐变间隙，满足板簧接触载荷、渐刚度、悬架偏频及车辆行驶平顺性的设计要求，即高强度三级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，弹性模量，额定载荷，及各次接触载荷，对高强度三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)强度三级渐变刚度板簧的各不同片数重叠段的等效厚度h_me的计算：根据主簧的片数n,主簧各片的厚度h_i，i＝1,2,…,n；第一级副簧的片数n₁，第一级副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,…,n₁；第二级副簧的片数n₂,第二级副簧各片的厚度h_A2k，k＝1,2,…,n₂；第三级副簧的片数n₃，第三级副簧各片的厚度h_A3l，l＝1,2,…,n₃；主副簧的总片数N＝n+n₁+n₂+n₃，对三级渐变刚度板簧的各不同片数m重叠段的等效厚度h_me进行计算，m＝1,2,…,N，即：(2)高强度三级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度及其与各级副簧的复合夹紧刚度的计算：i步骤：主簧的夹紧刚度K_M的仿真计算根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n,主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n，及步骤(1)中计算得到的h_me，m＝1,2,…,n，对主簧的夹紧刚度K_M进行仿真计算，即ii步骤：主簧与第一级副簧的夹紧复合刚度K_MA1的计算根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n；第一级副簧片数n₁,第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j,j＝1,2,…,n₁；主簧和第一级副簧的片数之和N₁＝n+n₁，及步骤(1)中计算得到的h_me，m＝1,2,…,N₁，对主簧与第一级副簧的夹紧复合刚度K_MA1进行计算，即iii步骤：主簧与第一级和第二级副簧的夹紧复合刚度K_MA2的计算根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧片数n,主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n；第一级副簧片数n₁,第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j,j＝1,2,…,n₁；第二级副簧的片数n₂，第二级副簧的一半夹紧长度L_A2k＝L_N1+k，k＝1,2,…,n₂；主簧与第一级副簧和第二级副簧的片数之和N₂＝n+n₁+n₂，及步骤(1)中计算得到的h_me，m＝1,2,…,N₂，对主簧与第一级和第二级副簧的夹紧复合刚度K_MA2进行仿真计算，即iv步骤：主副簧的总复合夹紧刚度K_MA3的仿真计算根据高强度三级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；主簧的片数n，主簧各片的一半夹紧长度L_i，i＝1,2,…,n；第一级副簧的片数n₁,第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j,j＝1,2,…,n₁；第二级副簧的片数n₂，第二级副簧的一半夹紧长度L_A2k＝L_N1+k，k＝1,2,…,n₂；第三级副簧的片数n₃，第三级副簧各片的一半夹紧长度L_A3l＝L_N2+l，l＝1,2,…,n₃；主副簧的总片数N＝n+n₁+n₂+n₃，其中，及步骤(1)中计算得到的h_me，m＝1,2,…,N，对主副簧的总夹紧复合刚度K_MA3进行仿真计算，即(3)高强度三级渐变刚度板簧的各级渐变夹紧刚度的计算：根据第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2，第3次开始接触载荷P_k3，及第3次完全接触载荷P_w3，步骤(2)中计算得到的K_M、K_MA1、K_MA2和K_MA3，对高强度三级渐变刚度板簧悬架系统在不同载荷范围内的第一级渐变刚度K_kwP1、第二级渐变刚度K_kwP2和第三级渐变刚度K_kwP3分别进行计算，即(4)高强度三级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性的计算：根据第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2，第3次开始接触载荷P_k3，第3次完全接触载荷P_w3，额定载荷P_N，步骤(2)分别计算得到的K_M和K_MA3，及步骤(3)中计算得到的K_kwP1，K_kwP2和K_kwP3，对高强度三级渐变刚度板簧在不同载荷P下的夹紧刚度特性进行计算，即