[發明專利]非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度設計方法

有效

• 申請號: 201610322825.4
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN105736615B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 周長城;趙雷雷;于曰偉;汪曉;袁光明;王鳳娟;劉燦昌
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16F1/18
• 分類號: F16F1/18;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度設計方法。

背景技術

少片變截面鋼板彈簧因具有重量輕、片間摩擦小、噪聲小等優點，被廣泛應用在車輛鋼板彈簧懸架系統中。為了滿足加工工藝、應力強度、剛度及吊耳厚度的設計要求，在實際工程應用過程中，通常將少片變截面鋼板彈簧設計為非端部接觸式少片端部加強型變形截面主副簧形式。副簧的剛度大小不僅影響主副簧的復合剛度及車輛行駛平順性，同時還決定副簧結構參數的設計。然而，由于該形式的少片變截面主副簧的結構復雜，各片主簧的端部平直段非等構，副簧長度小于主簧長度，且當載荷大于副簧起作用載荷主副簧接觸之后，副簧觸點與主簧拋物線段內某點想接觸，各片主副簧的內力及變形存有耦合，其分析計算非常復雜，目前國內外一直未曾給出可靠的非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度設計方法。先前大都是忽略各片主簧的端部非等構，并且將主副簧看作等長，直接利用主副簧的復合剛度設計要求值減去主簧剛度，對副簧剛度進行近似設計，不能滿足非端部接觸式少片端部加強型變截面主副簧精確設計及CAD軟件開發的要求。因此，必須建立一種準確、可靠的非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度設計方法，滿足非端部接觸式少片端部加強型變截面主副簧解析設計及CAD軟件開發的要求，提高車輛懸架少片變截面主副簧的設計水平、質量和性能及車輛行駛平順性；同時，降低產品設計及試驗費用，加快產品開發速度。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種簡便、可靠的非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度設計方法，設計流程圖，如圖1所示。非端部接觸式少片端部加強型變截面主副簧為對稱結構，主副簧的一半對稱結構可看作為懸臂梁，即對稱中心線為根部固定端，主簧的端部受力點和副簧的觸點分別作為主簧端點和副簧端點，非端部接觸式少片端部加強型變截面主副簧的一半對稱結構示意圖，如圖2所示，其中，包括：主簧1，根部墊片2，副簧3，端部墊片4；主簧1和副簧3的是由根部平直段、拋物線段、斜線段、端部平直段四段構成，斜線段對變截面主副簧的端部起加強作用；主簧1的各片根部平直段之間、副簧3的各片根部平直段之間、及主簧1與副簧3的根部平直段之間，均設有根部墊片2，主簧1的各片端部平直段之間設有端部墊片4，端部墊片的材料為碳纖維復合材料，用來降低彈簧工作時所產的摩擦噪聲。主簧1和副簧3的寬度為b，安裝間距的一半長度為l₃，斜線段的長度為Δl，彈性模量為E。主簧1的一半長度為L_M，各片主簧的根部平直段的厚度為h_2M，拋物線段的根部到主簧端點的距離為l_2M＝L_M-l₃，主簧片數為m，其中，第i片主簧的拋物線段的端部厚度為h_1Mpi，拋物線段的厚度比β_i＝h_1Mpi/h_2M，拋物線段的端部到主簧端點的距離l_1Mpi＝l_2Mβ_i²；各片主簧的端部平直段非等構，即第1片主簧的端部平直段的厚度和長度，分別大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和長度，各片主簧的端部平直段的厚度和長度分別為h_1Mi和l_1Mi＝l_1Mpi-Δl；斜線段的厚度比γ_Mi＝h_1Mi/h_1Mpi，i＝1,2,…,m。副簧3的一半長度為L_A，副簧觸點與主簧端點的水平距離為l₀＝L_M-L_A，副簧觸點與主簧拋物線段之間設有主副簧間隙δ；當載荷大于副簧起作用載荷時，副簧觸點與主簧拋物線段內某點相接觸，以滿足主副簧的復合剛度設計要求。根據各片主簧的結構參數、彈性模量、副簧長度、及主副簧復合剛度設計要求值，對非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度進行設計。

為解決上述技術問題，本發明所提供的非端部接觸式少片端部加強型主副簧的副簧剛度設計方法，其特征在于采用以下設計步驟：

(1)端點受力情況下的各片端部加強型變截面主簧的端點變形系數G_x-Ei計算：