[發明專利]少片斜線型變截面主簧在斜線段與副簧間隙的設計方法

有效

• 申請號: 201610140857.2
• 申請日: 2016-03-13
• 公開（公告）號: CN105550487B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 周長城;王炳超;于曰偉;王鳳娟;邵明磊;趙雷雷;張云山
• 申請（專利權）人: 周長城
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及少片斜線型變截面主簧在斜線段與副簧間隙的設計方法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明可根據各片斜線型變截面主簧的結構尺寸、彈性模量，首先確定出各片主簧的端點變形系數G_x?Di，及第N片主簧在斜線段與副簧接觸點處的變形系數G_x?BC；然后，根據副簧起作用載荷設計要求值、各片主簧的端點變形系數G_x?Di，得到第N片主簧的端點力F_N；隨后，根據第N片主簧的根部平直段厚度h₂、G_x?BC及F_N，對主簧斜線段與副簧觸點之間的主副簧間隙進行設計。通過仿真驗證可知，利用方法可得到滿足副簧起作用載荷要求的主副簧間隙設計值，提高產品設計水平和性能及車輛平順性；同時，降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。

技術領域

本發明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是少片斜線型變截面主簧在斜線段與副簧間隙的設計方法。

背景技術

少片變截面鋼板彈簧與多片疊加鋼板彈簧相比，具有受力合理，應力載荷趨于均衡，并且節省材料，實現車輛輕量化，降低車輪動載，提高車輛行駛安全性，同時還節省燃油，提高車輛運輸效率，具有良好的經濟效益和社會效益，并且已在國外得到廣泛推廣和應用。對于少片變截面鋼板彈簧，為了滿足變剛度的要求，通常將其設計為主、副簧，其中，主簧在與副簧相接觸點位置處與副簧之間設計有一定的間隙，確保在大于一定載荷之后，主、副簧接觸而一起共同工作，滿足車輛懸架對鋼板彈簧剛度的設計要求。

由于少片變截面主簧的第1片其受力復雜，不僅承受垂向載荷，同時還承受扭轉載荷和縱向載荷，因此，實際所設計的第1片鋼板彈簧的端部厚度，通常比其他各片的要偏厚一些，即在實際設計和生產中，大都采用端部非等構的少片變截面鋼板彈簧。目前少片變截面鋼板彈簧主要有兩種類型，一種是拋物線型，另外一種是斜線型，其中，拋物線型的應力為等應力，其應力載荷比斜線型的更加合理。然而由于拋物線型變截面的加工工藝復雜，需要復雜、昂貴的加工設備，而斜線型變截面的加工工藝簡單，只需要簡單的設備便可加工，因此，在滿足應力強度條件下，通長可用斜線型的變截面鋼板彈簧，代替拋物線型的變截面鋼板彈簧。對于少片斜線型變截面主、副簧，也因副簧與主簧的接觸位置不同，可分為在端部平直段接觸和在斜線段接觸的主、副鋼板彈簧。盡管先前曾有人給出了少片斜線型變截面鋼板彈簧的設計方法，例如，彭莫，高軍曾在《汽車工程》，1992年(第14卷)第3期，提出了變斷面鋼板彈簧的設計計算方法，該方法主要是針對端部等構的少片斜線型變截面鋼板彈簧進行設計，其不足之處是不能滿足端部非等構的少片斜線型變截面鋼板彈簧的設計要求，更不能少片斜線型變截面主簧在斜線段與副簧接觸點處的主、副簧間隙的設計。對于端部非等構的少片斜線型變截面主簧在斜線段與副簧接觸點處的間隙設計，由于受端部非等構少片斜線型變截面主簧在斜線段的變形計算理論的制約，至今尚未給出一直簡便、準確、可靠的設計方法。隨著計算機及有限元仿真軟件的發展，目前盡管有人曾對端部非等構的少片斜線型變截面主簧在斜線段處位置的變形，采用ANSYS建模仿真法，但是該方法僅能對給出實際設計結構的鋼板彈簧的變形或剛度進行仿真驗證，不能提供精確的解析設計式，更不能滿足車輛快速發展及對懸架鋼板彈簧現代化CAD設計軟件開發的要求。