[发明专利]高强度两级渐变刚度板簧的刚度特性的计算方法

摘要

本发明涉及高强度两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。本发明可根据各片板簧的结构参数，弹性模量，接触载荷，空载载荷和额定载荷，对高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷下的夹紧刚度特性进行计算。通过ANSYS仿真和样机加载挠度及刚度试验可知，本发明所提供的高强度两级渐变刚度板簧的刚度特性的计算方法是正确的。利用该方法可得准确可靠的高强度两级渐变刚度板簧的刚度特性设计值，确保刚度特性满足悬架系统的设计要求，提高车辆行驶平顺性和安全性；同时，还可降低设计和试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.高强度两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，各片板簧诶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；板簧由主簧和两级副簧构成，通过主簧和两级副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙，满足板簧接触载荷、渐变刚度及悬架在渐变载荷下的偏频保持不变的设计要求，即等偏频型高强度两级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，弹性模量，接触载荷，空载载荷和额定载荷，对高强度两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)高强度两级渐变刚度板簧的各不同片数l重叠段的等效厚度h_le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m₁，第一级副簧各片的厚度h_A1j，j＝1,2,…,m₁；第二级副簧的片数m₂，第二级副簧各片的厚度h_A2k，k＝1,2,…,m₂；主簧的总片数N＝n+m₁+m₂，对高强度两级渐变刚度板簧的各不同片数l重叠段的等效厚度h_le进行计算，l＝1,2,…,N，即(2)高强度两级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M的计算：根据高强度两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，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝i＝1,2,…,n，对高强度两级渐变刚度板簧的主簧夹紧刚度K_M进行计算，即(3)高强度两级渐变刚度板簧的主簧与第一级副簧复合夹紧刚度K_MA1的计算：根据高强度两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m₁，第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j，j＝1,2,…,m₁，主簧与第一级副簧的片数之和N₁＝n+m₁，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝1,2,…,N₁，对主簧与第一级副簧的复合夹紧刚度K_MA1进行计算，即(4)高强度两级渐变刚度板簧的主副簧总复合夹紧刚度K_MA2的计算：根据高强度两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m₁，第一级副簧各片的一半夹紧长度L_A1j＝L_n+j，j＝1,2,…,m₁；第二级副簧的片数m₂，第二级副簧各片的一半夹紧长度分别为L_A2k＝L_N1+k，k＝1,2,…,m₂；主副簧的总片数N＝n+m₁+m₂，及步骤(1)中计算得到的h_le，l＝1,2,…,N，对主副簧的总复合夹紧刚度K_MA2进行计算，即(5)高强度两级渐变刚度板簧的第一级和第二级渐变夹紧刚度K_kwP1和K_kwP2的计算：I步骤：第一级渐变夹紧刚度K_kwP1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，步骤(2)中计算得到的K_M，对载荷P在[P_k1，P_k2]范围时的第一级渐变夹紧刚度K_kwP1进行计算，即II步骤：第二级渐变夹紧刚度K_kwP2的计算根据第2次开始接触载荷P_k2，第2次完全接触载荷P_w2，步骤(3)中计算得到的K_MA1，对载荷P在[P_k2，P_w2]范围时的第二级渐变夹紧刚度K_kwP2进行计算，即(6)高强度两级渐变刚度板簧的夹紧刚度随载荷变化特性的计算：根据空载载荷P₀，额定载荷P_N第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2，第2次完全接触载荷P_w2，步骤(2)中计算得到的K_M，步骤(3)中计算得到的K_MA1，步骤(4)中计算得到的K_MA2，步骤(5)中计算得到的K_kwP1和K_kwP2，对高强度两级渐变刚度板簧在不同载荷P下的夹紧刚度特性K_P进行计算，即