[發明專利]兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的應力強度校核方法

在審

• 申請號: 201710022129.6
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106874553A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王炳超;周長城
• 申請（專利權）人: 王炳超
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濰坊鳶都專利事務所37215
• 代理人: 郭清

1.兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的應力強度校核方法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔為中心的對稱結構，安裝夾緊距的一半為騎馬螺栓夾緊距的一半；將副簧設計為兩級副簧，在主簧與第一級副簧之間、第一級副簧與第二級副簧之間設有兩級漸變間隙δ_MA1和δ_A12，以提高車輛在額定載荷下的行駛平順性；為了滿足主簧應力強度設計要求，使第一級副簧和第二級副簧適當提前承擔載荷，在漸變載荷下的懸架偏頻不相等，即兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧；根據各片板簧的結構參數、騎馬螺栓夾緊距、各次接觸載荷和最大載荷及許用應力，在根部最大應力計算的基礎上，對兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的應力強度進行校核，具體校核步驟如下：

(1)主簧及其與第一級和第二級副簧的重疊部分等效厚度的計算：

根據主簧片數n,各片主簧的厚度h_i，i＝1，2,...,n；第一級副簧片數m₁,第一級副簧各片的厚度h_A1j，j＝1，2,...,m₁；第二級副簧片數m₂,第二級副簧各片的厚度h_A2k，k＝1，2,...,m₂；對主簧重疊部分的等效厚度h_Me、主簧與第一級副簧重疊部分的等效厚度h_MA1e、及主簧與第一級和第二級副簧重疊部分的等效厚度h_MA2e進行計算，即：

$h_{Me}=\sqrt[3]{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_i^3};h_{MA1e}=\sqrt[3]{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_i^3+\underset{j=1}{\overset{m_1}{\Σ}}{h}_{A1j}^3};h_{MA2e}=\sqrt[3]{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_i^3+\underset{j=1}{\overset{m_1}{\Σ}}{h}_{A1j}^3+\underset{k=1}{\overset{m_2}{\Σ}}{h}_{A2k}^3};$

(2)主簧和各級副簧的最大厚度板簧的厚度h_max、h_A1max和h_A2max的確定：

A步驟：主簧的最大厚度板簧的厚度h_max的確定

根據主簧片數n，各片主簧的厚度h_i，i＝1，2,...,n，確定主簧的最大厚度板簧的厚度h_max，即

h_max＝max(h_i)，i＝1，2,...,n；

B步驟：第一級副簧最大厚度板簧的厚度h_A1max的確定

根據第一級副簧片數m₁，第一級副簧各片的厚度厚度h_A1j，j＝1，2,...,m₁，確定第一級副簧最大厚度板簧的厚度h_A1max，即

h_A1max＝max(h_A1j)，j＝1，2,...,m₁；

C步驟：第二級副簧的最大厚度板簧的厚度h_A2max的確定

根據第二級副簧片數m₂，第二級副簧各片的厚度h_A2k，,k＝1，2,...,m₂，確定第二級副簧的最大板簧厚度h_A2max，即

h_A2max＝max(h_A2k)，,k＝1，2,...,m₂；

(3)兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的主簧根部最大應力計算與強度校核：

根據兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，主簧首片的一半夾緊長度L₁，第1次開始接觸載荷P_k1，第2次開始接觸載荷P_k2，最大載荷P_max，步驟(1)中計算得到的h_Me、h_MA1e和h_MA2e，步驟(2)的A步驟中所確定的h_max，對主簧根部最大應力σ_Mmax進行計算，即

${\mathrm{\σ}}_{Mmax}=h_{max}\frac{3P_{k1}{L}_1}{{\mathrm{bh}}_{Me}^3}+h_{max}\frac{3\left(P_{k2}-P_{k1}\right)L_1}{{\mathrm{bh}}_{MA1e}^3}+h_{max}\frac{3\left(P_{\max }-P_{k2}\right)L_1}{{\mathrm{bh}}_{MA2e}^3};$

如果主簧根部最大應力σ_Mmax，小于許用應力[σ]，則主簧滿足應力強度設計要求；否則，不滿足應力強度設計要求；

(4)兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第一級副簧根部最大應力計算與強度校核：

根據兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，主簧首片的一半夾緊長度L₁，第1次開始接觸載荷P_k1，第2次開始接觸載荷P_k2，最大載荷P_max，步驟(1)中計算得到的h_MA1e和h_MA2e，步驟(2)的B步驟中所確定的h_A1max，對第一級副簧的根部最大應力σ_A1max進行計算，即

${\mathrm{\σ}}_{A1max}=h_{A1max}\frac{3(P_{k2}-P_{k1})L_1}{{\mathrm{bh}}_{MA1e}^3}+h_{A1max}\frac{3(P_N-P_{k2})L_1}{{\mathrm{bh}}_{MA2e}^3};$

如果第一級副簧根部最大應力σ_A1max，小于許用應力[σ]，則第一級副簧滿足應力強度設計要求；否則，不滿足應力強度設計要求；

(5)兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第二級副簧根部最大應力計算與強度校核：

根據兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，主簧首片的一半夾緊長度L₁，第2次開始接觸載荷P_k2，最大載荷P_max，步驟(1)中計算得到的h_MA2e，步驟(2)的C步驟中所確定的h_A2max，對第二級副簧的根部最大應力σ_A2max進行計算，即

${\mathrm{\σ}}_{A2max}=h_{A2max}\frac{3(P_{max}-P_{k2})L_1}{{\mathrm{bh}}_{MA2e}^3};$

如果第二級副簧根部最大應力σ_A2max，小于許用應力[σ]，則第二級副簧滿足應力強度設計要求；否則，不滿足應力強度設計要求。