[发明专利]两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧首片副簧下料长度设计方法有效
申请号: | 201710022996.X | 申请日: | 2017-01-12 |
公开(公告)号: | CN106763388B | 公开(公告)日: | 2018-09-18 |
发明(设计)人: | 周长城;王炳超;赵雷雷;汪晓;朱召辉;王凤娟;邵明磊 | 申请(专利权)人: | 山东理工大学 |
主分类号: | F16F3/02 | 分类号: | F16F3/02;F16F1/18;G06F17/50 |
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地址: | 255086 山东省淄博*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | 本发明涉及两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧首片副簧下料长度设计方法,属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧与第一级和第二级副簧的结构参数,骑马螺栓夹紧距,弹性模量,主簧初始切线弧高,开始接触载荷设计要求值,在各级副簧初始切线弧高设计的基础上,通过初始曲面形状及曲面微元叠加计算,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧首片副簧下料长度进行设计。通过样机下料加工试验测试可知,本发明所提供的两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧首片副簧下料长度设计方法是正确的,为副簧首片及其他各片副簧的下料长度设计提供了可靠的技术方法;利用该方法可得到准确可靠的各级副簧下料长度设计值,提高材料利用率和生产效率。 | ||
搜索关键词: | 两级 副簧式非 偏频型 渐变 刚度 板簧首片副簧下料 长度 设计 方法 | ||
【主权项】:
1.两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧首片副簧下料长度设计方法,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;将副簧设计为两级副簧,通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙,提高车辆在额定载荷下的行驶平顺性;同时,为了确保满足主簧应力强度设计要求,使第一级副簧和第二级副簧适当提前承担载荷,悬架在渐变载荷下的偏频不相等,即两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧;根据各片板簧的结构参数,骑马螺栓夹紧距,弹性模量,主簧初始切线弧高设计值,开始接触载荷设计要求值,在各级副簧初始切线弧高设计的基础上,通过初始曲面形状及曲面微元叠加计算,对两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的两级副簧首片下料长度进行设计,具体设计步骤如下:(1)主簧及其与第一级和第二级副簧的根部重叠部分等效厚度计算:根据主簧片数n,主簧各片的厚度hi,i=1,2,…,n;第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的厚度hA1j,j=1,2,…,m1;第二级副簧片数m2,第二级副簧各片的厚度hA2k,k=1,2,…,m2;对的主簧根部重叠部分等效厚度hMe及主簧与第一级和第二级副簧的根部重叠部分等效厚度hMA1e和hMA2e进行计算,即(2)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第一级副簧初始切线弧高HgA10的设计:i步骤:主簧末片下表面初始曲率半径RM0b计算根据主簧初始切线弧高HgM0,主簧片数n,主簧各片的厚度hi,i=1,2,…,n,主簧首片的一半夹紧长度L1;对主簧末片下表面初始曲率半径RM0b进行计算,即ii步骤:第一级副簧首片上表面初始曲率半径RA10a计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧首片的一半夹紧长度L1,第1次开始接触载荷Pk1,步骤(1)中计算得到的hMe,及i步骤中计算得到的RM0b,对第一级副簧首片上表面初始曲率半径RA10a进行计算,即iii步骤:第一级副簧初始切线弧高HgA10的设计根据第一级副簧首片的一半夹紧长度LA11,ii步骤值计算得到的RA10a,对第一级副簧初始切线弧高HgA10进行设计,即(3)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第二级副簧初始切线弧高HgA20的设计:a步骤:第一级副簧末片下表面初始曲率半径RA10b计算根据第一级副簧片数m1,第一级副簧各片的厚度hA1j,j=1,2,…,m1,步骤(2)的ii步骤中计算得到的RA10a,对第一级主簧末片下表面初始曲率半径RA10b进行计算,即b步骤:第二级副簧首片上表面初始曲率半径上RA20a的计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;主簧首片的一半夹紧长度L1,第1次开始接触载荷Pk1,第2次开始接触载荷Pk2,步骤(1)中计算得到的hMA1e,及a步骤中计算得到的RA10b,对第二级副簧首片上表面初始曲率半径RA20a进行计算,即c步骤:第二级副簧初始切线弧高HgA20的设计根据第二级副簧首片的一半夹紧长度LA21,b步骤中计算得到的RA20a,对第二级副簧的初始切线弧高HgA20进行设计,即(4)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的两级副簧首片曲面形状fA1x和fA2x的计算:I步骤:第一级副簧和第二级副簧的首片等效端点力FA1e和FA2e的计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,弹性模量E;第一级副簧首片的厚度hA11,第一级副簧首片的一半夹紧长度LA11;第二级副簧首片的厚度hA21,第二级副簧首片的一半夹紧长度LA21;步骤(2)中设计得到的HgA10,步骤(3)中设计得到的HgA20,对第一级和第二级副簧的首片等效端点力FA1e和FA2e分别进行计算,即II步骤:第一级和第二级副簧首片在任意位置变形系数GA1x和GA2x的计算根据两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b,骑马螺栓夹紧距的一半L0,弹性模量E;第一级副簧首片的一半夹紧长度LA11,第二级副簧首片的一半夹紧长度LA21;以弹簧对称中心L0/2的位置为坐标原点,对第一级和第二级副簧的首片在任意位置x处的变形系数GA1x和GA2x分别进行计算,即III步骤:第一级和第二级副簧的首片初始曲面形状fA1x和fA2x的计算根据骑马螺栓夹紧距的一半L0,第一级副簧首片的厚度hA11,第二级副簧首片的厚度hA21;I步骤中计算得到的FA1e和FA2e,II步骤中计算得到的GA1x和GA2x,以距离板簧对称中心L0/2的位置为坐标原点,对第一级和第二级副簧的首片初始曲面形状fA1x和fA2x分别进行计算,即(5)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第一级副簧首片下料长度LA1C的设计:根据骑马螺栓夹紧距的一半L0,第一级副簧首片的一半夹紧长度LA11;以ΔL为曲面微元长度,将0~LA11划分NC1=LA11/ΔL个微元,依据步骤(4)中计算得到的fA1x及在任意位置xj处的曲面高度fA1xj,0≤xj≤LA11,j=1,2,…,NC1+1,利用叠加原理对第一级副簧首片的下料长度LA1C的进行设计,即(6)两级副簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第二级副簧首片下料长度LA2C的设计:根据骑马螺栓夹紧距的一半L0,第二级副簧首片的一半夹紧长度LA21,以ΔL为曲面微元长度,将0~LA21划分NC2=LA21/ΔL个微元,依据步骤(4)中计算得到的fA2x及在任意位置xk处的曲面高度fA2xk,0≤xk≤LA21,k=1,2,…,NC2+1,利用叠加原理对第二级副簧首片的下料长度LA2C的进行设计,即
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