端部非等构少片抛物线型钢板弹簧限位挠度的设计方法

摘要

本发明涉及端部非等构少片抛物线型钢板弹簧限位挠度的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片弹簧的结构参数、弹性模量、最大许用安全应力及限位块自由长度，对端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的限位挠度进行设计。通过样机加载变形试验测试可知，本发明所提供的端部非等构少片抛物线型钢板弹簧限位挠度的设计方法是正确的，可得到准确可靠的限位挠度设计值，为端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的设计及CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品设计水平、质量和性能及车辆行驶平顺性，同时，降低产品设计和试验测试费用，加快产品开发速度。

主权项

端部非等构少片抛物线型钢板弹簧限位挠度的设计方法，其中，端部非等构的少片抛物线型变截面钢板弹簧各片弹簧的端部非等构，即第1片弹簧端部平直段的厚度和长度，大于其他各片的厚度和长度；在各片弹簧的结构参数、弹性模量、最大许用安全应力及限位块自由长度给定情况下，对端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的限位挠度进行设计，具体设计步骤如下：(1)端点受力情况下的抛物线型钢板弹簧首片弹簧端点变形系数G_x‑D1的计算：根据少片抛物线型变截面钢板弹簧的一半长度L_M，宽度b，安装间距的一半l₃，抛物线根部到弹簧端点的距离l_2M，弹性模量E，第1片弹簧的抛物线段的厚度比β₁，对端点受力情况下的首片弹簧在端点处的变形系数G_x‑D1进行计算，即$G_{x-D1}=\frac{4[l_{2M}^3(1-{\beta }_1^3)+{(L_M-l_3/2)}^3]}{Eb};$(2)抛物线型钢板弹簧首片弹簧在夹紧状态下的一半刚度K_M1的计算：根据少片抛物线型变截面钢板弹簧的根部厚度h_2M，及步骤(1)中计算得到的G_x‑D1，确定首片弹簧在夹紧状态下的一半刚度K_M1，即$K_{M1}=\frac{h_{2M}^3}{G_{x-D1}};$(3)基于最大许用安全应力的首片弹簧所受的一半最大载荷F_max的计算：根据少片抛物线型变截面钢板弹簧的一半长度L_M，宽度b，安装间距的一半l₃，根部厚度h_2M，及最大许用安全应力[σ]，确定基于最大许用安全应力的首片弹簧所受的一半最大载荷F_max，即$F_{max}=\frac{{\mathrm{bh}}_{2M}^2\left[\sigma \right]}{6(L_M-L_3/2)};$(4)端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧限位挠度h_xw的设计：I步骤：根据步骤(2)中计算得到的K_M1，及步骤(3)中所确定的F_max，对最大载荷下的钢板弹簧的端部变形f_m进行计算，即$f_m=\frac{F_{\max }}{K_{M1}};$II步骤：根据限位块的自由长度L_xw，及I步骤中计算得到的f_m，确定端部非等构的少片抛物线型钢板弹簧的限位挠度，即$h_{xw}=f_m-\frac{4}{3}{L}_{xw}.$