[发明专利]两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧应力强度的校核方法

摘要

本发明涉及两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧应力强度的校核方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片一级主簧、二级主簧和副簧的结构参数、骑马螺栓夹紧距、各次开始接触载荷、最大载荷及许用应力，在各级板簧根部最大应力计算的基础上，对该两级主簧式非等偏频渐变刚度板簧的应力强度进行校核。通过样机加载应力试验可知，本发明所提供的两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧应力强度的校核方法是正确的，为板簧强度校核及CAD软件开发提供了可靠的技术方法。利用该方法可得到确保满足板簧应力强度设计要求，提高产品设计水平、质量和可靠性及车辆行驶安全性；同时，还可降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

1.两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧应力强度的校核方法，其中，各片板簧为以中心穿装孔为中心的对称结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；将原一级渐变刚度板簧的主簧拆分设计为两级主簧，通过两级主簧和副簧的初始切线弧高及两级渐变间隙，提高半载情况下的车辆行驶平顺性；同时，为了确保满足第一级主簧应力强度设计要求，第二级主簧和副簧适当提前承担载荷，悬架在渐变载荷下的偏频不相等，即两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧；根据各片板簧的结构参数、骑马螺栓夹紧距、各次开始接触载荷，最大载荷和许用应力，在各级板簧根部最大应力计算的基础上，对该两级主簧式非等偏频渐变刚度板簧应力强度进行校核，具体校核步骤如下：(1)第一级主簧及其与第二级主簧和副簧的根部重叠部分等效厚度的计算：根据第一级主簧片数n₁,第一级主簧各片的厚度h_1i，i＝1，2,...,n₁；第二级主簧片数n₂，第二级主簧各片的厚度h_2j,j＝1，2,...,n₂；副簧片数m，副簧各片的厚度h_Ak,k＝1，2,...,m；对第一级主簧的根部重叠部分的等效厚度h_M1e、第一级主簧与第二级主簧的根部重叠部分的等效厚度h_M2e、及主副簧的根部重叠部分的等效厚度h_MAe进行计算，即：(2)第一、第二级主簧和副簧的最大厚度板簧的厚度h_1max、h_2max和h_Amax的确定：A步骤：第一级主簧的最大厚度板簧的厚度h_1max确定根据第一级主簧片数n₁，第一级主簧各片的厚度h_1i，i＝1，2,...,n₁，确定第一级主簧的最大厚度板簧的厚度h_1max，即h_1max＝max(h_1i)；B步骤：第二级主簧的最大厚度板簧的厚度h_2max确定根据第二级主簧片数n₂，第二级主簧各片的厚度h_2j,j＝1，2,...,n₂，确定第二级主簧的最大厚度板簧的厚度h_2max，即h_2max＝max(h_2j)；C步骤：副簧的最大厚度板簧的厚度h_Amax确定根据副簧片数m，副簧各片的厚度h_Ak,k＝1，2,...,m，确定副簧的最大厚度板簧的厚度h_Amax，即h_Amax＝max(h_Ak)；(3)两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的各级板簧根部最大应力的计算：I步骤：第一级主簧最大载荷下的根部最大应力σ_M1max计算根据两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，第一级主簧首片的一半夹紧长度L₁₁，第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2；最大载荷P_max；步骤(1)中计算得到的h_M1e、h_M2e和h_MAe，步骤(2)中所确定的h_1max，对第一级主簧最大载荷下的根部最大应力σ_M1max进行计算，即II步骤：第二级主簧最大载荷下的根部最大应力σ_M2max计算根据两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，第一级主簧首片的一半夹紧长度L₁₁；第1次开始接触载荷P_k1，第2次开始接触载荷P_k2；最大载荷P_max；步骤(1)中计算得到的h_M2e和h_Mae，步骤(2)中所确定的h_2max，对第二级主簧最大载荷下的根部最大应力σ_M2max进行计算，即III步骤：副簧最大载荷下的根部最大应力σ_Amax计算根据两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的宽度b，第一级主簧首片的一半夹紧长度L₁₁；第2次开始接触载荷P_k2，最大载荷P_max，步骤(1)中计算得到的h_MAe，步骤(2)中所确定的h_Amax，对副簧在最大载荷下的根部最大应力σ_Amax进行计算，即(4)两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的最大根部应力确定及强度校核：根据步骤(3)中计算得到的σ_M1max、σ_M2max和σ_Amax，确定两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧的最大根部应力，即σ_max＝max(σ_M1max,σ_M2max,σ_Amax)；根据许用应力[σ],如果σ_max<[σ]，即所设计的两级主簧式非等偏频型渐变刚度板簧满足应力强度设计要求；否则，不满足应力强度设计要求。