非端部接触式斜线型主副簧的副簧起作用载荷的验算方法

摘要

本发明涉及非端部接触式斜线型主副簧的副簧起作用载荷的验算方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片端部非等构的斜线型变截面主簧的结构尺寸、弹性模量，首先确定出各片主簧的端点变形系数、一半刚度，及第N片主簧在斜线段与副簧接触点处的变形系数G_x-CB；随后，根据主簧的根部平直段的厚度、第N片主簧的G_x-CB、各片主簧的一半刚度、主副簧间隙δ设计值，对非端部接触式少片斜线型变截面主副簧的副簧起作用载荷进行验算。通过仿真验证可知，利用方法可得到准确的非端部接触式斜线型主副簧的副簧起作用载荷验算值，从而提高产品设计水平和性能，提高车辆行驶平顺性；同时，降低设计、制造及试验费用，加快产品开发速度。

主权项

非端部接触式斜线型主副簧的副簧起作用载荷的验算方法，其中，第N片斜线型变截面主簧在斜线段与副簧触点之间设有一定的主副簧间隙，当载荷大于副簧起作用载荷时，副簧触点与主簧在斜线段内某点相接触；主簧的一半对称结构由根部平直段、斜线段和端部平直段三段构成，且各片主簧的端部平直段非等构，即第1片的端部平直段的厚度和长度，大于其他各片的厚度和长度；在主簧的各片结构参数、材料特性参数、副簧的长度、主副簧间隙设计值给定情况下，对非端部接触式斜线型变截面主副簧的副簧起作用载荷进行验算，具体验算步骤为：(1)各片斜线型变截面主簧的端点变形系数G_x‑Di计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度L，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l₃，斜线段的根部到主簧端点的距离l₂＝L‑l₃，第i片主簧的斜线段的厚度比β_i，其中，i＝1,2,…,N，N为主簧片数，对各片斜线型变截面主簧的端点变形系数G_x‑Di进行计算，即$G_{x-Di}=\frac{4}{Eb}(L^3-l_2^3)+\frac{6l_2^3{({\beta }_i+1)}^2[3({\beta }_i-1)-2{\mathrm{ln\beta }}_i(1+{\beta }_i)]}{Eb}+\frac{4{\beta }_i^3{l}_2^3}{Eb},i=1,2,...,N;$(2)第N片斜线型变截面主簧在斜线段与副簧接触点处的变形系数G_x‑BC计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度L，宽度b，弹性模量E，斜线段的根部到主簧端点的距离l₂，第N片主簧的斜线段的厚度比β_N，副簧触点与主簧端点的水平距离l₀，对第N片斜线型变截面主簧在斜线段与副簧接触点处的变形系数G_x‑BC进行计算，即$\begin{array}{c}{G}_{x-BC}=\frac{12l_2^3}{Eb}[\frac{{\beta }_N(3{\beta }_N^2+7{\beta }_N+4)}{2}+{({\beta }_N+1)}^3\ln \frac{l_2({\beta }_N+1)}{l_0+l_2{\beta }_N}-\frac{l_2{\beta }_N(4l_0+3l_2{\beta }_N){({\beta }_N+1)}^2}{2{(l_0+l_2{\beta }_N)}^2}]+\\ \frac{4L^3-6l_0{L}^2-4l_2^3+6l_0{l}_2^2}{Eb}-\frac{6l_2^2{l}_0(l_2-l_0)({\beta }_N+1)(2l_0+l_2{\beta }_N+{\beta }_{N}ll0)}{Eb{(l_0+l_2{\beta }_N)}^2};\end{array}$(3)各片斜线型变截面主簧的一半刚度K_Mi计算：根据少片斜线型变截面主簧的根部平直段的厚度h₂，及步骤(1)中计算得到的各片主簧的端点变形系数G_x‑Di，对各片斜线型变截面主簧的一半刚度K_Mi进行计算，即$K_{Mi}=\frac{h_2^3}{G_{x-Di}},i=1,2,...,N;$(4)非端部接触式斜线型变截面主副簧的副簧起作用载荷P_K验算：根据主簧根部平直段的厚度h₂，主副簧间隙δ，步骤(2)中计算得到的G_x‑BC，及步骤(3)中计算得到的各片主簧的一半刚度K_Mi，对非端部接触式斜线型变截面主副簧的副簧起作用载荷P_K进行验算，即$P_K=\frac{2h_2^3\delta \underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{K}_{Mi}}{G_{x-BC}{K}_{MN}};$式中，K_MN为第N片主簧的一半刚度。