非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法技術

本發明專利技術涉及非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，屬于車輛懸架鋼板彈簧技術領域。本發明專利技術可根據各片主簧和各級副簧的結構參數，騎馬螺栓夾緊距，各次接觸載荷，額定載荷，在各級板簧的最大厚度板簧確定和根部重疊部分等效厚度計算的基礎上，對非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧和各級副簧的根部最大應力進行計算。通過樣機加載應力試驗可知，本發明專利技術所提供的非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法是正確的，可得到準確可靠的各級根部最大應力計算值，為強度校核奠定了可靠的技術基礎。利用該方法可提高產品的設計水平、質量和可靠性及車輛行駛平順性和安全性；同時，降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。

Method for calculating root stress at different levels of unequal frequency type three stage gradual rigidity spring plate

The invention relates to a method for calculating the root stress at various levels of a non equal frequency type three stage gradual rigidity leaf spring, belonging to the technical field of a vehicle suspension leaf spring. The invention can according to the structural parameters of the main spring and spring at all levels, a bolt clamping distance, the rated load the contact load, the calculation of the equivalent thickness in the basis of overlap of the maximum thickness of leaf spring leaf and root at all levels to determine, for non biased type three gradual rigidity leaf spring and spring all levels of auxiliary spring root maximum stress calculation. Through prototype loading stress test shows that the calculation method of non root levels provided by the invention offset type three variable stiffness spring stress is correct, can obtain accurate and reliable levels of root maximum stress values, laid a reliable technical basis for the strength check. The method can improve the design level, quality and reliability of the product, ride comfort and safety of the vehicle. At the same time, the cost of design and test is reduced, and the speed of product development is accelerated.

【技術實現步驟摘要】
非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法
本專利技術涉及車輛懸架板簧，特別是非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法。
技術介紹
為了滿足在不同載荷下的車輛行駛平順性，可將原一級漸變剛度板簧的主簧和副簧分別拆分為兩級，即采用三級漸變剛度板簧；同時，為了滿足主簧的應力強度，通常通過主簧和三級副簧初始切線弧高及三級漸變間隙，使三級副簧適當提前承擔載荷，從而降低主簧的應力，即采用非等偏頻型三級漸變剛度板簧懸架，其中，各級板簧的根部應力不僅與板簧結構和載荷大小有關，而且還接觸載荷有關，并且對板簧的應力強度、可靠性和使用壽命及車輛行駛安全性具有重要影響。然而，由于受各級板簧根部重疊部分等效厚度計算的制約，據所查資料可知，先前國內外一直未給出非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，不能滿足非等偏頻型三級漸變剛度板簧的根部應力計算、強度校核及CAD軟件開發要求。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、可靠的非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，為非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部最大應力計算提供可靠的計算方法，并且為強度校核和CAD軟件開發奠定重要的技術基礎，滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性及對非等偏頻型三級漸變剛度板簧的設計要求，提高產品的設計水平、質量和可靠性及車輛行駛安全性；同時，降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。
技術實現思路
針對上述現有技術中存在的缺陷，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種簡便、可靠的非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，其計算流程如圖1所示。三級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和第三級副簧4所組成的，板簧的一半總跨度等于首片主簧的一半作用長度L1T，騎馬螺栓夾緊距的一半為L0，鋼板彈簧的寬度為b，彈性模量為E，許用應力[σ]。其中，主簧1的片數n片，各片主簧的厚度為hi，一半作用長度為LiT，一半夾緊長度Li＝LiT-L0/2，i＝1,2,…,n。第一級副簧2的片數為n1，第一級副簧各片的厚度為hA1j，一半作用長度為LA1jT，一半夾緊長度LA1j＝LA1jT-L0/2，j＝1,2,…,n1。第二級副簧3的片數為n2，第二級副簧片各片的厚度為hA2k，一半作用長度LA2kT，一半夾緊長度LA2k＝LA2kT-L0/2，k＝1,2,…,n2。第三級副簧4的片數為n3，第三級副簧各片的厚度為hA3l，一半作用長度LA3lT，一半夾緊長度LA3l＝LA3lT-L0/2，l＝1,2,…,n3。通過主簧和各級副簧的初始切線弧高，在主簧末片下表面與第一級副簧首片上表面之間設置有第一級漸變間隙δMA1；第一級副簧末片下表面與第二級副簧首片上表面之間設置有第二級間隙δA12；第二級副簧末片下表面與第三級副簧首片上表面之間設置有第三級漸變間隙δA23；以滿足板簧各次開始接觸載荷、應力強度、漸變剛度、懸架偏頻和車輛行駛平順性的設計要求。根據各片主簧和各級副簧的結構參數，騎馬螺栓夾緊距，各次接觸載荷，額定載荷，在各級板簧的最大厚度板簧確定和根部重疊部分等效厚度計算的基礎上，對非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧和各級副簧的根部最大應力進行計算。為解決上述技術問題，本專利技術所提供的非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，其特征在于采用以下計算步驟：(1)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧及其與各級副簧的根部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hi，i＝1,2,…,n；第一級副簧的片數n1，第一級副簧各片的厚度hA1j，j＝1,2,…,n1；第二級副簧片數n2,第二級副簧各片的厚度hA2k，k＝1,2,…,n2；第三級副簧片數n3,第三級副簧各片的厚度hA3l，l＝1,2,…,n3；對主簧及其與各級副簧的根部重疊部分等效厚度hMe、hMA1e、hMA2e、hMA3e分別進行計算，即：(2)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧和三級副簧的最大厚度板簧的厚度的確定：A步驟：主簧的最大厚度板簧的厚度hMmax的確定根據各片主簧的厚度hi，i＝1,2,...,n，確定主簧的最大厚度板簧的厚度hmax，即hmax＝max(hi)；B步驟：第一級副簧的最大厚度板簧的厚度hA1max的確定根據第一級副簧各片的厚度hA1j,j＝1,2,...,n1，確定第一級副簧的最大厚度板簧的厚度hA1max，即hA1max＝max(hA1j)；C步驟：第二級副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max的確定根據第二級副簧各片的厚度hA2k,k＝1,2,...,n2，確定第二級副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max，即hA2max＝max(hA2k)；D步驟：第三級副簧的最大厚度板簧的厚度hA3max的確定根據第三級副簧各片的厚度hA3l,l＝1,2,...,n3，確定第三級副簧的最大厚度板簧的厚度hA3max，即hA3max＝max(hA3l)；(3)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧根部最大應力σMmax的計算：根據非等偏頻型三級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Pk1，第2次開始接觸載荷Pk2，第3次開始接觸載荷Pk3，第3次完全接觸載荷Pw3，額定載荷PN，步驟(1)中計算得到的hMe、hMA1e、hMA2e和hMA3e，步驟(2)中所確定的hmax，對主簧根部最大應力σMmax進行計算，即(4)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的第一級副簧根部最大應力σA1max計算：根據非等偏頻型三級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Pk1，第2次開始接觸載荷Pk2，第3次開始接觸載荷Pk3，第3次完全接觸載荷Pw3，額定載荷PN，步驟(1)中計算得到的hMA1e、hMA2e和hMA3e，步驟(2)中所確定的hA1max，對第一級副簧根部最大應力σA1max進行計算，即(5)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的第二級副簧根部最大應力σA2max計算：根據非等偏頻型三級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Pk2，第3次開始接觸載荷Pk3，第3次完全接觸載荷Pw3，額定載荷PN，步驟(1)中計算得到的hMA2e和hMA3e，步驟(2)中所確定的hA2max，對第二級副簧根部最大應力σA2max進行計算，即(6)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的第三級副簧根部最大應力σA3max計算：根據非等偏頻型三級漸變剛度板簧的寬度b，主簧首片的一半夾緊長度L1，第3次開始接觸載荷Pk3，額定載荷PN，步驟(1)中計算得到的hMA3e，步驟(2)中所確定的hA3max，對第三級副簧根部最大應力σA3max進行計算，即本專利技術比現有技術具有的優點由于受各級板簧根部重疊部分等效厚度計算的制約，先前國內外一直未給出非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，不能滿足非等偏頻型三級漸變剛度板簧的根部應力計算、強度校核及CAD軟件開發要求。本專利技術可根據各片主簧和各級副簧的結構參數，騎馬螺栓夾緊距，各次接觸載荷，額定載荷，在各級板簧的最大厚度板簧確定和根部重疊部分等效厚度計算的基礎上，對非等偏頻型三級漸變剛本文檔來自技高網...

【技術保護點】
非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔對稱的結構，安裝夾緊距的一半為騎馬螺栓夾緊距的一半；三級漸變剛度板簧是由主簧和三級副簧構成，通過主簧和三級副簧的初始切線弧高及三級漸變間隙，滿足板簧接觸載荷、漸變剛度和應力強度的設計要求，即非等偏頻型三級漸變剛度板簧；根據各片板簧的結構參數，騎馬螺栓夾緊距，各次接觸載荷，額定載荷，在各級板簧的最大厚度板簧確定和根部重疊部分等效厚度計算的基礎上，對非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧和各級副簧的根部最大應力進行計算，具體計算步驟如下：(1)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧及其與各級副簧的根部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

【技術特征摘要】
1.非等偏頻型三級漸變剛度板簧的各級根部應力的計算方法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔對稱的結構，安裝夾緊距的一半為騎馬螺栓夾緊距的一半；三級漸變剛度板簧是由主簧和三級副簧構成，通過主簧和三級副簧的初始切線弧高及三級漸變間隙，滿足板簧接觸載荷、漸變剛度和應力強度的設計要求，即非等偏頻型三級漸變剛度板簧；根據各片板簧的結構參數，騎馬螺栓夾緊距，各次接觸載荷，額定載荷，在各級板簧的最大厚度板簧確定和根部重疊部分等效厚度計算的基礎上，對非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧和各級副簧的根部最大應力進行計算，具體計算步驟如下：(1)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧及其與各級副簧的根部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hi，i＝1,2,…,n；第一級副簧的片數n1，第一級副簧各片的厚度hA1j，j＝1,2,…,n1；第二級副簧片數n2,第二級副簧各片的厚度hA2k，k＝1,2,…,n2；第三級副簧片數n3,第三級副簧各片的厚度hA3l，l＝1,2,…,n3；對主簧及其與各級副簧的根部重疊部分等效厚度hMe、hMA1e、hMA2e、hMA3e分別進行計算，即：(2)非等偏頻型三級漸變剛度板簧的主簧和三級副簧的最大厚度板簧的厚度的確定：A步驟：主簧的最大厚度板簧的厚度hMmax的確定根據各片主簧的厚度hi，i＝1,2,...,n，確定主簧的最大厚度板簧的厚度hmax，即hmax＝max(hi)；B步驟：第一級副簧的最大厚度板簧的厚度hA1max的確定根據第一級副簧各片的厚度hA1j,j＝1,2,...,n1，確定第一級副簧的最大厚度板簧的厚度hA1max，即hA1max＝max(hA1j)；C步驟：第二級副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max的確定根據第二級副簧各片的厚度hA2k,k＝1,2,...,n2，確定第二級副簧的最大厚度板簧的厚度hA2max，即hA2max＝max(hA2k)；D步驟：第三級副簧的最大厚度板簧的厚度hA3max的確定根據第三級副簧各片的厚度hA3l,l＝1,2,...,n3，確定第三級副簧的最大厚度板簧的厚度hA3max，即hA3max＝max(hA3l)；(3)非等偏頻型三級漸變剛度板簧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周長城，于曰偉，趙雷雷，汪曉，楊騰飛，毛少坊，王鳳娟，
申請(專利權)人：山東理工大學，
類型：發明
國別省市：山東,37