[發明專利]根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法

在審

• 申請號: 201810051068.0
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108278296A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 周長城;楊騰飛;趙雷雷;梁勛乾;張云山;朱召輝;梁宇通;李曉晗;石瑩
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16F3/02
• 分類號: F16F3/02;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明可根據板簧片數，各片等厚板簧的結構參數，彈性模量，及裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高和各片板簧預夾緊應力的設計要求值，對根部平直式等厚疊加板簧的各片板簧的自由切線弧高進行設計。通過樣機試驗可知，本發明所提供的根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法是正確的，為各片等厚板簧自由切線弧高的設計提供了可靠的技術方法。利用該方法可確保滿足首片板簧初始切線弧高和各片板簧預夾緊應力的設計要求，提高產品的設計水平、可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性；同時，降低產品的設計及試驗費用，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，特別是根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法。

背景技術

多片疊加板簧是車輛懸架彈簧中應用非常廣泛的零部件，其中，應用最為廣泛的是根部平直式等厚疊加板簧。通常為了提高板簧的夾緊剛度特性，將各片板簧的中間裝配夾緊段加工為平直段，即根部平直式等厚板簧，并通過各片板簧的各自不同的自由切線弧高，確保騎馬螺栓裝配夾緊之后首片板簧的初始切線弧高滿足設計要求；同時，使首片板簧或前幾片板簧產生一定的預夾緊壓應力，從而提高板簧可靠性和使用壽命。各片板簧的自由切線弧高，決定并影響裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高和各片板簧預夾緊應力的大小。然而，據所查資料可知，因受自由切線弧高與初始切線弧高及預夾緊應力之間關系及各片板簧自由曲率半徑計算的制約，先前國內外一直未曾給出可靠的根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法，不能滿足車輛快速發展及對懸架板簧現代化CAD設計的要求。隨著車輛行駛速度及其對平順性和安全性要求的不斷提高，對根部平直式等厚疊加板簧提出了更高的要求，因此，必須建立一種準確、可靠的根部平直式等厚疊加板簧各片板簧自由切線弧高的設計方法，滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性和安全性及對疊加板簧的設計要求，提高產品的設計水平、可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性；同時，降低產品的設計及試驗費用，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、可靠的根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法，其設計流程圖，如圖1所示。各片板簧以中心穿裝孔對稱的結構，其一半對稱裝配夾緊結構示意圖如圖2所示。板簧的寬度為b，彈性模量為E。板簧片數為n，各片板簧的厚度h相等，各片等厚板簧的一半跨度為L_1T,L_2T,…,L_nT，其中，根部平直段的一半長度L₀用于騎馬螺栓夾緊，即根部平直式等厚疊加板簧。通過各片板簧的各自不同自由切線弧高及自由曲率半徑，確保裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高和各片板簧預夾緊應力滿足設計要求。各片板簧的自由切線弧高為H_gi0，騎馬螺栓裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高為H_gC1，各片板簧的預夾緊應力為σ_i，i＝1,2,…,n。根據板簧片數，各片板簧的結構參數，彈性模量，裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高和各片板簧預夾緊應力的設計要求值，對根部平直式等厚疊加板簧的各片板簧的自由切線弧高進行設計，確保裝配夾緊之后各片板簧預夾緊應力和首片板簧初始切線弧高的滿足設計要求。

為解決上述技術問題，本發明所提供的根部平直式等厚疊加板簧自由切線弧高的設計方法，其特征在于采用以下設計步驟：

(1)根部平直式等厚疊加板簧的首片板簧初始曲率半徑R_C1的計算：

根據首片板簧的一半跨度L_1T，根部平直段的一半長度L₀，裝配夾緊后的首片板簧初始切線弧高的設計要求值H_gC1，對根部平直式等厚疊加板簧裝配夾緊后的首片板簧的初始曲率半徑R_C1進行計算，即

(2)根部平直式等厚疊加板簧的其他各片板簧初始曲率半徑R_Ci的計算：