[發明專利]兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法

有效

• 申請號: 201710023285.4
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106777805B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 周長城;汪曉;馬馳騁;趙雷雷;楊騰飛;王鳳娟;邵明磊
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;F16F3/02;F16F1/18
• 代理公司: 暫無信息
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本發明涉及兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明可根據各片第一和第二級主簧及副簧的結構參數，彈性模量，騎馬螺栓夾緊距，接觸載荷，夾緊剛度，額定載荷及在額定載荷下的剩余切線弧高設計要求值，在初始切線弧高設計和曲面形狀計算的基礎上，利用曲面微元及疊加原理，對各片第一和第二級主簧的下料長度進行設計。通過樣機下料加工試驗可知，本發明所提供的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法是正確的。利用該方法可得到準確可靠的第一和第二級主簧的各片下料長度設計值，可提高材料利用率，改善加工工藝，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法。

背景技術

為了進一步提高車輛在半載情況下的行駛平順性，可將原一級漸變剛度板簧的主簧拆分為兩級主簧，即兩級主簧式漸變剛度板簧；同時，為了確保主簧的應力強度，通常通過第一級主簧、第二級主簧和副簧初始切線弧高及兩級漸變間隙，使第二級主簧和副簧適當提前承擔載荷，從而降低第一級主簧的應力，即兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧，其中，兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第一級和第二級主簧的各片下料長度，影響材料利用率、加工工藝和生產效率。然而，受兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的漸變剛度、撓度計算和曲面形狀計算關鍵問題的職業，先前一直未能給出準確可靠的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法，因此，不能滿足車輛行業快速發展及懸架彈簧現代化CAD設計要求。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、可靠的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法，為兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的下料設計及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，提高兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的設計水平和材料利用率；同時，改善加工工藝，提高生產效率。

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、可靠的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧主簧下料長度設計方法，設計流程如圖1所示。兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧為兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧，其一半對稱結構如圖2所示，是由第一級主簧1、第二級主簧2和副簧3組成。采用兩級主簧，并通過第一級主簧1、第二級主簧2和副簧的初始切線弧高H_gM10、H_gM20和H_gA0，在第一級主簧1與第二級主簧2和第二級主簧2與副簧3之間設有兩級漸變間隙δ_M12和δ_MA，以提高半載情況下的車輛行駛平順性。為了確保滿足第一級主簧1應力強度設計要求，第二級主簧2和副簧3適當提前承擔載荷，懸架漸變載荷偏頻不相等，即非等偏頻型漸變剛度板簧。漸變剛度板簧的一半總跨度等于首片主簧的一半作用長度L_11T，騎馬螺栓夾緊距的一半為L₀，寬度為b，彈性模量為E。第一級主簧1的片數為n₁，第一級主簧各片的厚度為h_1i，一半作用長度為L_1iT，一半夾緊長度L_1i＝L_1iT-L₀/2，i＝1,2,…,n₁。第二級主簧2的片數為n₂，第二級主簧各片的厚度為h_2j，一半作用長度為L_2jT，一半夾緊長度L_2j＝L_2jT-L₀/2，j＝1,2,…,n₂。副簧3的片數為m，副簧各片的厚度為h_Ak，一半作用長度為L_AkT，一半夾緊長度L_Ak＝L_AkT-L₀/2，k＝1,2,…,m。第一級主簧夾緊剛度K_M1，第一級主簧和第二級主簧的復合夾緊剛度K_M2，主副簧的總復合夾緊剛度K_MA。根據各片板簧的結構參數，彈性模量，騎馬螺栓夾緊距，各次接觸載荷，各級夾緊剛度，額定載荷及在額定載荷下的剩余切線弧高設計要求值，在曲面形狀計算的基礎上，利用曲面微元及疊加原理，對兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的第一和第二級主簧的各片下料長度進行設計。