[发明专利]非等偏频型三级渐变刚度板簧挠度特性的计算方法

摘要

本发明涉及非等偏频型三级渐变刚度板簧挠度特性的计算方法，属于车辆悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧和各级副簧的结构参数，骑马螺栓夹紧距，弹性模量，各次接触载荷接触载荷，在三级渐变复合夹紧刚度计算的基础上，对非等偏频型三级渐变刚度板簧在不同载荷下的挠度特性进行计算。通过样机加载挠度试验可知，本发明所提供的非等偏频型三级渐变刚度板簧挠度特性的计算方法是正确的，为非等偏频型三级渐变刚度板簧设计及CAD软件开发奠定了重要的技术基础。利用该方法可得到可靠的在不同载荷下的挠度计算值，提高非等偏频型三级渐变刚度板簧的设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.非等偏频型三级渐变刚度板簧挠度特性的计算方法，其中，各片板簧为以中心穿装孔中心的对称结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；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、渐变复合夹紧刚度和应力强度的设计要求，即非等偏频型三级渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数，骑马螺栓夹紧距，弹性模量，各次接触载荷，在各级夹紧刚度和渐变刚度计算的基础上，对非等偏频型三级渐变刚度板簧在不同载荷下的挠度特性进行计算，具体计算步骤如下：(1)非等偏频型三级渐变刚度板簧各不同片数重叠段的等效厚度h_me的计算：根据主簧片数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；主簧与第一级副簧的片数之和N₁＝n+n₁，主簧与第一副簧和第二级副簧的片数之和N₂＝n+n₁+n₂，主副簧的总片数N＝n+n₁+n₂+n₃，对非等偏频型三级渐变刚度板簧各不同片数m重叠段的等效厚度h_me的进行计算，m＝1,2,…,N，即：(2)非等偏频型三级渐变刚度板簧的各级夹紧刚度K_M、K_MA1、K_MA2和K_MA3计算：A步骤：主簧夹紧刚度K_M的计算根据非等偏频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，及步骤(1)中计算得到的h_me，m＝i＝1,2,…,n,对主簧夹紧刚度K_M进行计算，即B步骤：主簧与第一级副簧的夹紧复合刚度K_MA1的计算根据非等偏频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C步骤：主簧与第一级副簧和第二级副簧的夹紧复合刚度K_MA2计算根据非等偏频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；第二级副簧片数n₂,第二级副簧各片的一半夹紧长度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进行计算，即D步骤：主副簧的总复合夹紧刚度K_MA3计算根据非等偏频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；第二级副簧片数n₂,第二级副簧各片的一半夹紧长度第三级副簧片数n₃,第三级副簧各片的一半夹紧长度主副簧的总片数N＝n+n₁+n₂+n₃，及步骤(1)中计算得到的h_me，m＝1,2,…,N，对主副簧的总复合夹紧刚度K_MA3进行计算，即，即(3)非等偏频型三级渐变刚度板簧的三级渐变复合夹紧刚度K_kwP1、K_kwP2和K_kwP3的计算：I步骤：第一级渐变复合夹紧刚度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和K_MA1，对载荷P在[P_k1,P_k2]范围时的非等偏频型三级渐变刚度板簧的第一级渐变复合夹紧刚度K_kwP1进行计算，即II步骤：第二级渐变复合夹紧刚度K_kwP2的计算根据第2次开始接触载荷P_k2，第3次开始接触载荷P_k3，步骤(2)中计算得到的K_MA1和K_MA2，对载荷P在[P_k2,P_k3]范围时的非等偏频型三级渐变刚度板簧的第二级渐变复合夹紧刚度K_kwP2进行计算，即III步骤：第三级渐变复合夹紧刚度K_kwP2的计算根据第3次开始接触载荷P_k3，第3次完全接触载荷P_w3，步骤(2)中计算得到的K_MA2和K_MA3，对载荷P在[P_k3,P_w3]范围时的非等偏频型三级渐变刚度板簧的第三级渐变复合夹紧刚度K_kwP3进行计算，即(4)三级主簧渐变刚度板簧在不同载荷P下的挠度f_M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，步骤(2)中的中计算得到的K_M和K_MA3，步骤(3)中的中计算得到的K_kwP1、K_kwP2和K_kwP2，对非等偏频型三级渐变刚度板簧在任意载荷P下的挠度f_M进行计算，即