[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

技術領域

本發明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是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。

背景技術

為了提高車輛在額定載荷下的行駛平順性的設計要求，可采用兩級副簧式漸變剛度板簧，同時，由于受主簧強度的制約，通常通過主簧初始切線弧高、第一級副簧和第二級副簧初始切線弧高、及兩級漸變間隙，使副簧適當提前承擔載荷，從而降低主簧應力，即兩級副簧式采用非等偏頻型漸變剛度板簧懸架，其中，板簧根部最大應力決定板簧應力強度，影響板簧的可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性。然而，由于受兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧根部重疊部分等效厚度及根部最大應力計算問題的制約，據所查資料可知，先前一直未能給出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，因此，不能滿足車輛行業快速發展和懸架彈簧懸架現代化CAD設計及軟件開發的要求。隨著車輛行駛速度及其對平順性要求的不斷提高，對漸變剛度板簧懸架提出了更高要求，因此，必須建立一種精確、可靠的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，為兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧設計、強度校核及現代化CAD軟件開發奠定可靠的技術基礎，滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性及對漸變剛度板簧的設計要求，提高兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的設計水平、產品質量、可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性；同時，降低設計及試驗費用，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，計算流程如圖1所示。兩級副簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的一半對稱結構如圖2所示，是由主簧1、第一級副簧2和第二級副簧3組成。采用兩級副簧，主簧與第一級副簧、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，以提高額定載荷下的車輛行駛平順性；為了確保滿足主簧應力強度設計要求，第一級副簧和第二級副簧適當提前承擔載荷，懸架漸變載荷偏頻不相等，即將板簧設計為非等偏頻型漸變剛度板簧。板簧的一半總跨度等于首片主簧的一半作用長度L_1T，騎馬螺栓夾緊距的一半為L₀，寬度為b，彈性模量為E。主簧1的片數為n，主簧各片的厚度為h_i，一半作用長度為L_iT，一半夾緊長度L_i＝L_iT-L₀/2，i＝1,2,…,n。第一級副簧片數為m₁，第一級副簧各片的厚度為h_A1j，一半作用長度為L_A1jT，一半夾緊長度L_A1j＝L_A1jT-L₀/2，j＝1,2,…,m₁。第二級副簧片數為m₂，第二級副簧各片的厚度為h_A2k，一半作用長度為L_A2kT，一半夾緊長度L_A2k＝L_A2kT-L₀/2，k＝1,2,…,m₂。通過主簧和第一級副簧和第二級副簧初始切線弧高，確保滿足第1次開始接觸載荷P_k1、第2次開始接觸載荷P_k2、第2次完全接觸載荷P_w2、漸變剛度K_kwP1和K_kwP2、及板簧應力強度的設計要求。根據各片主簧和副簧的結構參數、許用應力、騎馬螺栓夾緊距、各次接觸載荷和最大載荷，在主簧、第一級和第二級副簧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。

為解決上述技術問題，本發明所提供的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，其特征在于采用以下校核步驟：

(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：