[发明专利]两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧根部应力的计算方法

摘要

本发明涉及两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧根部应力的计算方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片一级主簧、二级主簧和副簧的结构参数、骑马螺栓夹紧距、各次开始接触载荷，对该两级主簧式非等偏频渐变刚度板簧在不同载荷下的各级板簧的根部最大应力进行计算。通过样机加载应力试验可知，本发明所提供的两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧根部应力的计算方法是正确的，为板簧强度校核及CAD软件开发提供了可靠的技术基础。利用该方法可得到可靠的各级板簧根部最大应力计算值，确保满足板簧应力强度设计要求，提高产品设计水平、质量和可靠性及车辆行驶安全性；同时，还可降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧根部应力的计算方法，其中，各片板簧为以中心穿装孔为中心的对称结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；将原一级渐变刚度的主簧设计为两级主簧，通过两级主簧和副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙，提高半载情况下的车辆行驶平顺性；同时，为了确保满足第一级主簧应力强度设计要求，第二级主簧和副簧适当提前承担载荷，悬架在渐变载荷下的偏频不相等，即两级主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、各次开始接触载荷，对两级主簧式非等偏频渐变刚度板簧在不同载荷下的各级板簧的根部最大应力进行计算，具体计算步骤如下：(1)第一级主簧及其与第二级主簧和副簧的根部重叠部分等效厚度的计算：根据第一级主簧片数n₁,第一级主簧各片的厚度h_1i，i＝1，2,...,n₁；第二级主簧片数n₂，第二级主簧各片的厚度h_2j,j＝1，2,...,n₂；副簧片数m,副簧各片的厚度h_Ak,k＝1，2,...,m；对第一级主簧的根部重叠部分的等效厚度h_M1e、第一级主簧与第二级主簧的根部重叠部分的等效厚度h_M2e、及主副簧的根部重叠部分的总等效厚度h_MAe进行计算，即：(2)第一、第二级主簧和副簧的最大厚度板簧的厚度h_1max、h_2max和h_Amax的确定：A步骤：第一级主簧的最大厚度板簧的厚度h_1max的确定根据第一级主簧片数n₁，第一级主簧各片的厚度h_1i，i＝1，2,...,n₁，确定第一级主簧的最大厚度板簧的厚度h_1max，即h_1max＝max(h_1i)；B步骤：第二级主簧的最大厚度板簧的厚度h_2max的确定根据第二级主簧片数n₂，第二级主簧各片的厚度h_2j,j＝1，2,...,n₂，确定第二级主簧的最大厚度板簧的厚度h_2max，即h_2max＝max(h_2j)；C步骤：副簧的最大厚度板簧的厚度h_Amax的确定根据副簧片数m，副簧各片的厚度h_Ak,k＝1，2,...,m，确定副簧的最大厚度板簧的厚度h_Amax，即h_Amax＝max(h_Ak)；(3)两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第一级主簧根部最大应力σ_M1计算：根据两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，第一级主簧首片的一半夹紧长度L₁₁，第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2；步骤(1)中计算得到的h_M1e、h_M2e和h_MAe，步骤(2)中所确定的h_1max，对第一级主簧在不同载荷P下的根部最大应力σ_M1进行计算，即(4)两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的第二级主簧根部最大应力σ_M2计算：根据两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，第一级主簧首片的一半夹紧长度L₁₁，第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2；步骤(1)中计算得到的h_M2e和h_MAe，步骤(2)中所确定的h_2max，对第二级主簧在不同载荷P下的根部最大应力σ_M2进行计算，即(5)两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的副簧根部最大应力σ_A计算：根据两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，第一级主簧首片的一半夹紧长度L₁₁，第2次开始接触载荷P_k2；步骤(1)中计算得到的h_MAe，步骤(2)中所确定的h_Amax，对副簧在不同载荷P下的根部最大应力σ_A进行计算，即