兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法技術

本發明專利技術涉及兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明專利技術可根據各片一級主簧、二級主簧和副簧的結構參數、騎馬螺栓夾緊距、各次開始接觸載荷、最大載荷及許用應力，在各級板簧根部最大應力計算的基礎上，對該兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的應力強度進行校核。通過樣機加載應力試驗可知，本發明專利技術所提供的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法是正確的，為板簧強度校核及CAD軟件開發提供了可靠的技術方法。利用該方法可得到確保滿足板簧應力強度設計要求，提高產品設計水平、質量和可靠性及車輛行駛安全性；同時，還可降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。

【技術實現步驟摘要】
兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法
本專利技術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應力強度的校核方法。
技術介紹
為了進一步提高車輛在半載情況下的行駛平順性，可采用兩級主簧式漸變剛度板簧，即將原一級漸變剛度板簧的主簧拆分為兩級主簧；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，即采用兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧懸架，其中，板簧根部最大應力及強度，特別是第一主簧的應力強度，決定著板簧的使用壽命、懸架可靠性及車輛行駛平順性和安全性。然而，由于兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的應力強度校核非常復雜，不僅與板簧結構、載荷大小和許用應力有關，而且還與接觸載荷及最大厚度板簧的厚度有關，同時，還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，先前一直未能給出兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，大都是通過試驗測試進行加以確定，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和安全性要求的不斷提高，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應力強度的校核方法，為兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧強度校核提供可靠的技術方法，為懸架彈簧現代化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，提高兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的設計水平、產品質量和可靠性及車輛行駛安全性；同時，降低產品設計、試驗及維修費用，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、可靠的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，校核流程如圖1所示。兩級主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HgM10、HgM20和HgA0，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δM12和δMA，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，即將板簧設計為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L11T，騎馬螺栓夾緊距的一半為L0，寬度為b，許用應力為[σ]。第一級主簧1的片數為n1，第一級主簧各片的厚度為h1i，一半作用長度為L1iT，一半夾緊長度L1i＝LiT-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h2j，一半作用長度為L2jT，一半夾緊長度L2j＝LiT-L0/2，j＝1,2,…,n2。副簧3的片數為m，副簧各片的厚度為hAk，一半作用長度為LAkT，一半夾緊長度LAk＝LAkT-L0/2，k＝1,2,…,m。根據各片板簧的結構參數、騎馬螺栓夾緊距、各次開始接觸載荷、最大載荷和許用應力，在各級板簧根部最大應力計算的基礎上，對兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧應力強度進行校核。為解決上述技術問題，本專利技術所提供的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，其特征在于采用以下校核步驟：(1)第一級主簧及其與第二級主簧和副簧的根部重疊部分等效厚度的計算：根據第一級主簧片數n1i,第一級主簧各片的厚度h1i，i＝1，2,...,n1；第二級主簧片數n2，第二級主簧各片的厚度h2j,j＝1，2,...,n2；副簧片數m，副簧各片的厚度hAk,k＝1，2,...,m；對第一級主簧的根部重疊部分的等效厚度hM1e、第一級主簧與第二級主簧的根部重疊部分的等效厚度hM2e、及主副簧的根部重疊部分的等效厚度hMAe進行計算，即：(2)第一、第二級主簧和副簧的最大厚度板簧的厚度h1max、h2max和hAmax的確定：A步驟：第一級主簧的最大厚度板簧的厚度h1max確定根據第一級主簧片數n1，第一級主簧各片的厚度h1i，i＝1，2,...,n1，確定第一級主簧的最大厚度板簧的厚度h1max，即h1max＝max(h1i)；B步驟：第二級主簧的最大厚度板簧的厚度h2max確定根據第二級主簧片數n2，第二級主簧各片的厚度h2j,j＝1，2,...,n2，確定第二級主簧的最大厚度板簧的厚度h2max，即h2max＝max(h2j)；C步驟：副簧的最大厚度板簧的厚度hAmax確定根據副簧片數m，副簧各片的厚度hAk,k＝1，2,...,m，確定副簧的最大厚度板簧的厚度hAmax，即hAmax＝max(hAk)；(3)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的各級板簧根部最大應力的計算：I步驟：第一級主簧最大載荷下的根部最大應力σM1max計算根據兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，第一級主簧首片的一半夾緊長度L11，第1次開始接觸載荷Pk1，第2次開始接觸載荷Pk2；最大載荷Pmax；步驟(1)中計算得到的hM1e、hM2e和hMAe，步驟(2)中所確定的h1max，對第一級主簧最大載荷下的根部最大應力σM1max進行計算，即II步驟：第二級主簧最大載荷下的根部最大應力σM2max計算根據兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，第一級主簧首片的一半夾緊長度L11；第1次開始接觸載荷Pk1，第2次開始接觸載荷Pk2；最大載荷Pmax；步驟(1)中計算得到的hM2e和hMae，步驟(2)中所確定的h2max，對第二級主簧最大載荷下的根部最大應力σM2max進行計算，即III步驟：副簧最大載荷下的根部最大應力σAmax計算根據兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的寬度b，第一級主簧首片的一半夾緊長度L11；第2次開始接觸載荷Pk2，最大載荷Pmax，步驟(1)中計算得到的hMAe，步驟(2)中所確定的hAmax，對副簧在最大載荷下的根部最大應力σAmax進行計算，即(4)兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的最大根部應力確定及強度校核：根據步驟(3)中計算得到的σM1max、σM2max和σAmax，確定兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧的最大根部應力，即σmax＝max(σM1max,σM2max,σAmax)；根據許用應力[σ],如果σmax<[σ]，即所設計的兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧滿足應力強度設計要求；否則，不滿足應力強度設計要求。本專利技術比現有技術具有的優點由于兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧的應力計算非常復雜，不僅與板簧結構和載荷大小有關，而且還與接觸載荷有關，同時，受各級板簧根部重疊部分等效厚度計算的制約，先前一直未能給出兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，大都是通過應力試驗進行加以確定，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。本專利技術可根據各片第一級主簧、第二級主簧和副簧的結構參數、騎馬螺栓夾緊距、各次開始接觸載荷、最大載荷及許用應力，在各級板簧根部最大應力計算的基礎上，對兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧應力強度進行校核。通通過樣機的ANSYS本文檔來自技高網...

【技術保護點】
兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔為中心的對稱結構，安裝夾緊距的一半為騎馬螺栓夾緊距的一半；將原一級漸變剛度板簧的主簧拆分設計為兩級主簧，通過兩級主簧和副簧的初始切線弧高及兩級漸變間隙，提高半載情況下的車輛行駛平順性；同時，為了確保滿足第一級主簧應力強度設計要求，第二級主簧和副簧適當提前承擔載荷，懸架在漸變載荷下的偏頻不相等，即兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧；根據各片板簧的結構參數、騎馬螺栓夾緊距、各次開始接觸載荷，最大載荷和許用應力，在各級板簧根部最大應力計算的基礎上，對該兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧應力強度進行校核，具體校核步驟如下：(1)第一級主簧及其與第二級主簧和副簧的根部重疊部分等效厚度的計算：根據第一級主簧片數n

【技術特征摘要】
1.兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧應力強度的校核方法，其中，各片板簧為以中心穿裝孔為中心的對稱結構，安裝夾緊距的一半為騎馬螺栓夾緊距的一半；將原一級漸變剛度板簧的主簧拆分設計為兩級主簧，通過兩級主簧和副簧的初始切線弧高及兩級漸變間隙，提高半載情況下的車輛行駛平順性；同時，為了確保滿足第一級主簧應力強度設計要求，第二級主簧和副簧適當提前承擔載荷，懸架在漸變載荷下的偏頻不相等，即兩級主簧式非等偏頻型漸變剛度板簧；根據各片板簧的結構參數、騎馬螺栓夾緊距、各次開始接觸載荷，最大載荷和許用應力，在各級板簧根部最大應力計算的基礎上，對該兩級主簧式非等偏頻漸變剛度板簧應力強度進行校核，具體校核步驟如下：(1)第一級主簧及其與第二級主簧和副簧的根部重疊部分等效厚度的計算：根據第一級主簧片數n1i,第一級主簧各片的厚度h1i，i＝1，2,...,n1；第二級主簧片數n2，第二級主簧各片的厚度h2j,j＝1，2,...,n2；副簧片數m，副簧各片的厚度hAk,k＝1，2,...,m；對第一級主簧的根部重疊部分的等效厚度hM1e、第一級主簧與第二級主簧的根部重疊部分的等效厚度hM2e、及主副簧的根部重疊部分的等效厚度hMAe進行計算，即：(2)第一、第二級主簧和副簧的最大厚度板簧的厚度h1max、h2max和hAmax的確定：A步驟：第一級主簧的最大厚度板簧的厚度h1max確定根據第一級主簧片數n1，第一級主簧各片的厚度h1i，i＝1，2,...,n1，確定第一級主簧的最大厚度板簧的厚度h1max，即h1max＝max(h1i)；B步驟：第二級主簧的最大厚度板簧的厚度h2max確定根據第二級主簧片數n2，第二級主簧各片的厚度h2j,j＝1，2,...,n2，確定第二級主簧的最大厚度板簧的厚度h2max，即h2max＝max(h2j)；C步驟：副簧的最大厚度板簧的厚度hAmax確定根據副簧片數m，副簧各片的厚度hAk,k＝1，2,...,m，確定副簧的最大厚度板簧的厚度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王炳超，周長城，
申請(專利權)人：王炳超，
類型：發明
國別省市：山東,37