端部和根部加强型少片主簧在端部与副簧间隙的设计方法
【专利摘要】本发明涉及端部和根部加强型少片主簧在端部与副簧间隙的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片端部和根部加强型变截面主簧的结构尺寸和弹性模量，首先确定出各片主簧的端点变形系数<i>G</i><i>x</i>?F<i>i</i>，及第<i>N</i>片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数<i>G</i><i>x</i>?EF；然后，根据副簧起作用载荷及<i>G</i><i>x</i>?F<i>i</i>，得到第<i>N</i>片主簧的端点力<i>F</i><i>N</i>；随后，根据第<i>N</i>片主簧的根部厚度<i>h</i>2、<i>F</i><i>N</i>及<i>G</i><i>x</i>?EF，对主副簧间隙进行设计。通过仿真验证可知，利用方法可得到准确可靠的端部和根部加强型少片主簧在端部平直段与副簧触点之间的主副簧间隙设计值，提高产品设计水平和性能及车辆平顺性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。
【专利说明】
端部和根部加强型少片主黃在端部与副黃间隙的设计方法
技术领域
[0001] 本发明设及车辆悬架钢板弹黃，特别是端部和根部加强型少片主黃在端部与副黃 间隙的设计方法。
【背景技术】
[0002] 对于少片变截面钢板弹黃，为了满足变刚度的要求，通常将其设计为主、副黃，其 中，主黃在与副黃相接触点位置处设计有一定的间隙，确保在大于一定载荷之后，主、副黃 接触而一起共同工作，满足车辆悬架对钢板弹黃刚度的设计要求。由于少片变截面主黃的 第1片其受力复杂，不仅承受垂向载荷，同时还承受扭转载荷和纵向载荷，因此，实际所设计 的第1片钢板弹黃的端部厚度，通常比其他各片的要偏厚一些，即大都采用端部非等构的少 片变截面钢板弹黃;同时，为了加强变截面主黃在端部和根部处的强度，通常在主黃端部平 直段与抛物线段之间，及根部平直段与抛物线段之间，均加设一斜线加强段，即采用端部非 等构且端部和根部均带有斜线加强段的少片变截面主黃。另外，由于所采用副黃的长度不 同，即副黃与主黃的接触位置不同，因此，对于少片抛物线型变截面主、副钢板弹黃，可分为 在端部平直段接触和在抛物线段接触的两种类型，W满足主副黃不同复合刚度的设计要 求。然后，由于端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃在任意位置变形计算非常复杂，先前 一直未能给出端部和根部加强型少片变截面主黃在端部平直段与副黃接触点处的主、副黃 间隙的设计方法。
[0003] 尽管先前曾有人给出了少片斜线型变截面钢板弹黃的设计方法，例如，彭莫，高军 曾在《汽车工程》，1992年(第14卷)第3期，提出了变断面钢板弹黃的设计计算方法，该方法 主要是针对端部等构的少片抛物型变截面钢板弹黃进行设计，其不足之处是不能满足端部 非等构的少片变截面钢板弹黃的设计要求，更不能满足端部和根部加强型少片变截面主黃 在端部平直段与副黃接触点处的主、副黃间隙的设计。随着计算机及有限元仿真软件的发 展，目前尽管有人曾对端部非等构的少片变截面主黃的变形，采用ANSYS建模仿真法，但是 该方法仅能对给出实际设计结构的少片变截面钢板弹黃的变形或刚度进行仿真验证，不能 提供精确的解析设计式，更不能满足车辆快速发展及对悬架钢板弹黃现代化CAD设计软件 开发的要求。
[0004] 因此，必须建立一种精确、可靠的端部和根部加强型少片主黃在端部平直段与副 黃接触点处的主、副黃间隙的设计方法，满足车辆行业快速发展及对少片变截面主、副钢板 弹黃精确设计的要求，提高变截面钢板弹黃的设计水平、产品质量和性能，提高车辆行驶平 顺性和安全性;同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、 可靠的端部和根部加强型少片主黃在端部与副黃间隙的设计方法，设计流程图，如图1所 示。端部和根部加强型少片变截面主副黃是对称结构，一半对称结构的弹黃可看作悬臂梁， 即对称中屯、线作为一半弹黃的根部固定端，主黃的端部受力点和副黃触点分别看作为主黃 端点和副黃端点。端部和根部加强型少片变截面主黃的一半对称结构示意图，如图2所示， 其中，包括：主黃1，根部垫片2,副黃3,端部垫片4;主黃1各片的一半长度为L，由根部平直 段、根部斜线段、抛物线段、端部斜线段和端部平直段五段构成，根部斜线段和端部斜线段 对变截面弹黃起加强作用;每片根部平直段的厚度为h2,安装间距的一半为13,抛物线段的 根部厚度为h2p，抛物线段的端部厚度为blip,即抛物线段的厚度比i3i = hlip/h2p;根部斜线段 的长度为A 12,即根部斜线段的厚度比γ =h2p/h2,根部斜线段的根部到主黃端点的距离b = kl3;抛物线段的根部到主黃端点的距离l2p = kl3-Ab，抛物线段的端部到主黃端点的 距离hip;主黃1各片端部平直段为非等构，即第1片主黃端部平直段的厚度和长度，大于其 他各片的厚度和长度，各片端部平直段的厚度和长度分别为hli和hi;端部斜线段的长度为 Δ1ι，即端部斜线段的厚度比y = hii/hiip;主黃1的各片根部平直段及与副黃3的根部平直段 之间设有根部垫片2,主黃1的端部平直段之间设有端部垫片4,端部垫片的材料为碳纤维复 合材料，用来降低弹黃工作所产生的摩擦噪声；副黃3的一半长度为La,即副黃3的端部接触 点到主黃1端点的水平距离为1〇;主黃1的第N片端部平直段与副黃3的端部接触点之间设有 一定的主、副黃间隙δ，Κ满足副黃起作用载荷的要求。在主黃的各片结构参数、材料特性参 数、副黃长度、副黃起作用载荷给定情况下，对端部和根部加强型少片变截面主黃在端部平 直段与副黃触点之间的主副黃间隙进行设计。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所提供的端部和根部加强型少片主黃在端部与副黃 间隙的设计方法，其特征在于采用W下设计步骤：
[0007] (1)各片端部和根部加强型变截面主黃的端点变形系数Gx-fi计算：
[000引根据端部和根部加强型少片变截面主黃的一半长度L，宽度b，弹性模量E，安装间 距的一半13,根部斜线段的长度Δ 12,端部斜线段的长度Δ1ι，根部斜线段的根部到主黃端 点的距离b = kl3,抛物线段的根部到主黃端点的距离I2p = kl3-Al2,根部斜线段的厚度 比γ，端部斜线段的厚度比μ;第i片主黃的抛物线段的厚度比扣，第i片主黃端部斜线段的 根部到弹黃端点的距离1?ιρ=?2βΛ第i片主黃的端部平直段的长度1?ι = 1?ιρ-Δ1ι，其中，i =1，2,…，N，N为主黃片数，对各片端部和根部加强型变截面主黃的端点变形系数Gx-fi进行 计算，即
[0009]
[0010] (2)第N片端部和根部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系 数Gx-EF计算：
[0011] 根据端部和根部加强型少片变截面主黃的一半长度L，宽度b，弹性模量E，根部斜 线段的长度A b，端部斜线段的长度Δ h，根部斜线段的厚度比γ，端部斜线段的厚度比μ; 根部斜线段的根部到主黃端点的距离12,抛物线段的根部到主黃端点的距离bp，第Ν片主黃 的抛物线段的厚度比陆，第N片主黃的端部斜线段的根部到主黃端点的距离1?Νρ=?2βΝ2,第N 片主黃的端部平直段的长度1ιν=1ινρ-Δ1ι;副黃触点与主黃端点的水平距离1〇;对第Ν片端 部和根部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-EF进行计算，即
[0012]
[0014] (3)副黃起作用载荷下的第N片端部和根部加强型变截面主黃的端点力Fn计算：
[0015] I步骤:根据端部和根部加强型少片变截面主黃的根部平直段的厚度h2,及步骤 (1)中计算得到的各片主黃的端点变形系数Gx-Fi，确定各片主黃的一半刚度Kmi，即
[0016]
[0017] II步骤:根据设计所要求的副黃起作用载荷的一半即单端点载荷P，及I步骤中所 确定的各片主黃的一半刚度Kmi，对副黃起作用载荷下的第N片端部和根部加强型变截面主 黃的端点力Fn进行计算，即
[001 引
[0019] (4)端部和根部加强型少片变截面主黃在端部平直段与副黃触点之间的主副黃间 隙S设计:根据端部和根部加强型变截面主黃的根部平直段的厚度h2，II步骤中计算得到的 第N片主黃的端点力Fn，及步骤(2)中计算得到的Gx-ef，对端部和根部加强型少片变截面主黃 在端部平直段与副黃触点之间的主副黃间隙δ进行设计，即
[0020]
[0021] 本发明比现有技术具有的优点
[0022] 由于端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃在任意位置变形计算非常复杂，因 此，先前一直未能给出在端部平直段与副黃接触点处的主、副黃间隙的设计方法。尽管有人 曾对端部加强型少片抛物线型变截面主、副黃间隙采用ANSYS建模仿真法，但是该方法仅能 对给出实际设计结构的钢板弹黃的变形进行仿真验证，不能提供精确的解析设计式，更不 能满足车辆快速发展及对少片变截面钢板弹黃现代化CA的受计软件开发的要求。
[0023] 本发明可根据各片端部和根部加强型少片变截面主黃的结构尺寸、弹性模量，首 先确定出各片主黃在端点位置处的变形系数，及第N主黃在端部平直段与副黃接触点处的 变形系数;然后，通过各片在端点位置处的变形系数及刚度，得到第N片主黃在端点所承受 的载荷;随后，根据所得到的第N片主黃在端点所承受的载荷，及第N片主黃在端部平直段与 副黃接触点位置处的变形系数，对在端部平直段与副黃接触点位置处的主、副黃间隙进行 设计。
[0024] 通过设计实例及ANSYS仿真验证可知，该方法可得到准确、可靠的端部和根部加强 型少片变截面主黃在端部平直段与副黃接触点位置处的主、副黃间隙设计值，为端部和根 部加强型少片变截面钢板弹黃的主、副黃间隙提供了可靠的设计方法，并且为CAD软件开发 奠定了可靠的技术基础。利用该方法，可提高车辆悬架变截面主、副钢板弹黃的设计水平、 产品质量和性能，降低悬架弹黃质量和成本，提高车辆的运输效率和行驶平顺性；同时，还 降低设计及试验费用，加快产品开发速度。
【附图说明】
[0025] 为了更好地理解本发明，下面结合附图做进一步的说明。
[0026] 图1是端部和根部加强型少片主黃在端部与副黃间隙的设计流程图；
[0027] 图2是端部和根部加强型少片主黃的一半对称结构示意图；
[00%]图3是实施例一的端部和根部加强型少片变截面主黃的变形仿真云图；
[0029] 图4是实施例二的端部和根部加强型少片变截面主黃的变形仿真云图。 具体实施方案
[0030] 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
[0031] 实施例一:某端部和根部加强型少片变截面主黃的片数N=2,其中，各片主黃的一 半长度L = 575mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200G化，根部平直段的厚度h2 = 11.43mm，安装 间距的一半l3 = 55mm，根部斜线段的长度Al2 = 30mm，端部斜线段的长度Ah = 30mm;根部 斜线段的根部到主黃端点的距离l2 = レl3 = 520mm，抛物线的根部到主黃端点的距离l2p = kl3-Δ l2 = 490mm;抛物线段的根部厚度h2p= 10.29mm，即根部斜线段的厚度比丫 =h2p/h2 = 0.90;第1片主黃的抛物线段的端部厚度hiip = 5.66mm，即第1片主黃的抛物线段的厚度比 0ι = 1η?ρ/ν = 〇.55,第2片主黃的抛物线段的端部厚度hi2p = 4.5mm，即第2片主黃的抛物线 段的厚度比e2 = hi2p/h2p = 0.44;第1片主黃的端部平直段的厚度hii = 6.62mm，2片主黃的端 部平直段的厚度hi2 = 5.27mm，即端部斜线段的厚度比μ = hllAllp = hl2Al2p = 1.17;第l片主 黃端部斜线段的根部到主黃端点的距离hip = l2&2=148.23mm，第2片主黃的端部斜线段的 根部到主黃端点的距离Ii2p = l2&2 = 94.86mm;第1片主黃的端部平直段的长度1ιι = 1ι?ρ-Δ h=118.23mm，第2片主黃的端部平直段的长度h2 = h2p-Mi = 64.86mm。副黃的一半长度La = 525mm，副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = kLA=50mm，当大于副黃起作用载荷时，副黃 触点与主黃端部平直段内某点相接触。设计所要求的副黃起作用载荷的一半即单端点载荷 P=1200N，对该端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃在端部平直段与副黃触点之间的主 副黃间隙进行设计。
[0032] 本发明实例所提供的端部和根部加强型少片主黃在端部与副黃间隙的设计方法， 其设计流程如图1所示，具体步骤如下：
[0033] (1)各片端部和根部加强型变截面主黃的端点变形系数Gx-fi计算：
[0034] 根据端部和根部加强型少片变截面主黃的一半长度L = 575mm，宽度b = 60mm，弹性 模量E = 200GPa，安装间距的一半l3 = 55mm，根部斜线段的长度Δ l2 = 30mm，端部斜线段的长 度Ah = 30mm，根部斜线段的根部到主黃端点的距离l2 = 520mm，抛物线的根部到主黃端点 的距离l2p = 490mm;第1片主黃的抛物线段的厚度比& = 0.55,第2片主黃的抛物线段的厚度 比阮=0.44,第1片主黃端部斜线段的根部到主黃端点的距离hip=148.23mm，第2片主黃的 端部斜线段的根部到主黃端点的距离1i2p = 94.86mm;第1片主黃的端部平直段的长度hi = 118.23mm，第2片主黃的端部平直段的长度112 = 64.86mm;根部斜线段的厚度比丫 =0.90,端 部斜线段的厚度比μ=1.17,对第1片、第2片端部和根部加强型变截面主黃的端点变形系数 Gx-F1、Gx-F2分别进行计算，即
[0035]
[0038] (2)第2片端部和根部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系 数(Vef计算：
[0039] 根据端部和根部加强型少片变截面主黃的一半长度L = 575mm，宽度b = 60mm，弹性 模量E = 200GPa，根部斜线段的长度Δ l2 = 30mm，端部斜线段的长度Δ h = 30mm，根部斜线段 的根部到主黃端点的距离l2 = 520mm，抛物线段的根部到主黃端点的距离l2p = 490mm;第2片 主黃的抛物线段的厚度比& = 0.44,第2片主黃的端部斜线段的根部到主黃端点的距离1?2ρ = 94.86mm，第2片主黃的端部平直段的长度112 = 64.86mm，根部斜线段的厚度比丫 =0.90， 端部斜线段的厚度比μ=1.17,副黃触点与主黃端点的水平距离lo = 50mm，对第2片主黃端 部和根部加强型变截面在端部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-ef进行计算，即
[0040]
[0041] (3)副黃起作用载荷下的第2片端部和根部加强型变截面主黃的端点力F2计算：
[0042] I步骤：根据端部和根部加强型少片变截面主黃的根部平直段的厚度h2 = 11.43mm，及步骤（1)中计算得到的 Gx-fi = 121.53mm4/N 和 Gx-f2 = 127.33mm4/N，确定第 1 片、第 2片端部和根部加强型变截面主黃的一半刚度Kmi、Km2,分别为
[0045] II步骤:根据设计所要求的副黃起作用载荷的一半即单端点载荷P=1200N，及I步 骤中所确定的KMi = 12.29N/mm和KM2=11.73N/mm，对副黃起作用载荷下的第2片端部和根部 加强型变截面主黃的端点力F2进行计算，即
[0046]
[0047] (4)端部和根部加强型少片变截面主黃在端部平直段与副黃触点之间的主副黃间 隙S设计：
[004引根据端部和根部加强型变截面主黃的根部平直段的厚度h2 = ll.43mm，II步骤中 计算所得到的F2 = 586.01N，及步骤(2)中计算得到的Gx-EF=104.09mm4/N，对端部和根部加 强型少片变截面主黃在端部平直段与副黃触点之间的主副黃间隙δ进行设计，即
[0049]
[0050] 利用ANSYS有限元仿真软件，根据该端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃的主 黃结构参数和材料特性参数，建立该端部和根部加强型少片变截面主黃的一半对称结构的 ANSYS仿真模型，划分网格，并在仿真模型的根部施加固定约束，在端点施加集中载荷Ρ = 1200Ν，对该端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃主黃的变形进行ANSYS仿真，所得到的 主黃变形仿真云图，如图3所示，其中，该主黃在距离端部位置50mm处的变形量δ = 40.63mm。
[0051] 可知，在相同载荷情况下，该主黃变形量的ANSYS仿真验证值δ = 40.63mm，与主副 黃间隙设计值S = 40.85mm相吻合，相对偏差仅为0.54%;结果表明该发明所提供的端部和 根部加强型少片主黃在端部与副黃间隙的设计方法是正确的，参数设计值是准确可靠的。
[0052] 实施例二:某端部和根部加强型少片变截面主黃的片数N=2,其中，各片主黃的一 半长度L = 600mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200G化，各片根部平直段的厚度h2 = 14.79mm， 安装间距的一半l3 = 60mm，根部斜线的段长度Δ l2 = 30mm，端部斜线段的长度Δ h = 30mm; 根部斜线段的根部到主黃端点的距离l2 = kl3 = 540mm，抛物线段的根部到主黃端点的距离 l2p = レl3-Δl2 = 510mm;抛物线段的根部厚度h2p=13.31mm，即根部斜线段的厚度比丫 = h2p/h2 = 0.90;第1片主黃的抛物线段的端部厚度hiip = 7.32mm，即第1片主黃的抛物线段的 厚度比ei = hiip/h2p = 0.55;第2片主黃的抛物线段的端部厚度hi2p = 5.86mm，即第2片主黃的 抛物线段的厚度比e2 = hi2p/h2p = 0.44;第1片主黃的端部平直段的厚度1ηι = 8.56πιπι，2片主 黃的端部平直段的厚度hi2 = 6.86mm，即端部斜线段的厚度比y = hiiAiip = hi2/hi2p=1.17; 第1片主黃端部斜线段的根部到主黃端点的距离liip = l2&2 = 154.28mm，第2片主黃端部斜 线段的根部到主黃端点的距离li2p = b化2 = 98.74mm;第1片主黃端部平直段的长度hi = hip-Δ h = 124.28mm，第2片主黃端部平直段的长度1?2 = 1?2ρ-Δ h = 68.74mm。副黃的一半 长度LA=560mm，即副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = kLA = 40mm，副黃触点与主黃端部 平直段之间设有主副黃间隙。设计所要求的副黃起作用载荷的一半即单端点载荷P = 3000N，对该端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃在端部平直段与副黃触点之间的主副 黃间隙进行设计。
[0053] 采用与实施例一相同的设计方法和步骤，对该端部和根部加强型少片变截面钢板 弹黃在端部平直段与副黃接触点处的主副黃间隙进行设计，具体步骤如下：
[0054] (1)各片端部和根部加强型变截面主黃的端点变形系数Gx-fi计算：
[0055] 根据端部和根部加强型少片变截面主黃的一半长度L = 600mm，宽度b = 60mm，弹性 模量E = 200GPa，安装间距的一半l3 = 60mm，根部斜线段的长度Δ l2 = 30mm，端部斜线段的长 度Ah = 30mm，根部斜线段的厚度比γ =0.90,端部斜线段的厚度比μ= 1.17,根部斜线段 的根部到主黃端点的距离l2 = 540mm，抛物线段的根部到主黃端点的距离l2p = 510mm，第1片 主黃的抛物线段的厚度比执= 0.55、第2片主黃的抛物线段的厚度比& = 0.44;第1片主黃端 部斜线段的根部到主黃端点的距离hip = 154.28mm，第2片主黃端部斜线段的根部到主黃端 点的距离li2p = 98.74mm，第1片主黃端部平直段的长度hi = 124.28mm，第2片主黃端部平直 段的长度112 = 68.74mm，对第1片、第2片端部和根部加强型变截面主黃的端点变形系数 Gx-F1、Gx-F2分别进行计算，即
[0化6]
[0化7]
[0059] (2)第2片端部和根部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系 数(Vef计算：
[0060] 根据端部和根部加强型少片变截面主黃的一半长度L = 600mm，宽度b = 60mm，弹性 模量E = 200G化，根部斜线段的长度Δ l2 = 30mm，端部斜线段的长度Δ h = 30mm，根部斜线段 的厚度比γ =0.90,端部斜线段的厚度比μ=1.17,根部斜线段的根部到主黃端点的距离b = 540mm，抛物线段的根部到主黃端点的距离l2p = 510mm，第2片主黃的抛物线段的厚度比& = 0.44,第2片主黃端部斜线段的根部到主黃端点的距离1ι2ρ = 98.74mm，第2片主黃的端部 平直段的长度112 = 68.74mm，副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 40mm，对第2片端部和根 部加强型变截面主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-EF进行计算，即
[0061]
[0062] (3)副黃起作用载荷下的第2片端部和根部加强型变截面主黃的端点力F2计算：
[0063] I步骤：根据端部和根部加强型少片变截面主黃的根部平直段的厚度h2 = 14.79mm，及步骤（1)中计算得到的 Gx-fi = 137.48mm4/N 和 Gx-f2 = 144.04mm4/N，确定第 1 片、第 2片端部和根部加强型变截面主黃的一半刚度Kmi、Km2,分别为
[0066] II步骤:根据设计所要求的副黃起作用载荷的一半即单端点载荷P = 3000N，及I步 骤中所确定的KMi = 23.53N/mm和KM2 = 22.46N/mm，对副黃起作用载荷下的第2片端部和根部 加强型变截面主黃的端点力F2进行计算，即
[0067]
[0068] (4)端部和根部加强型少片变截面主黃在端部平直段与副黃触点之间的主副黃间 隙S设计:根据主黃的根部平直段的厚度h2 = 14.79mm，II步骤中计算得到的F2 = 1465.10N， 及步骤(2)中计算得到的Gx-EF=123.80mm4/N，对端部和根部加强型少片变截面主黃在端部 平直段与副黃触点之间的主副黃间隙δ进行设计，即
[0069]
[0070] 利用ANSYS有限元仿真软件，根据该端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃的主 黃结构参数和材料特性参数，建立该端部和根部加强型少片变截面主黃的一半对称结构的 ANSYS仿真模型，划分网格，并在仿真模型的根部施加固定约束，在端点施加集中载荷Ρ = 3000Ν，对该端部和根部加强型少片变截面钢板弹黃主黃的变形进行ANSYS仿真，所得到的 主黃变形仿真云图，如图4所示，其中，该主黃在距离端部位置40mm处的变形量δ = 56.52mm。 [OOW 可知，在相同载荷情况下，该主黃变形量的ANSYS仿真验证值δ = 56.52mm，与主副 黃间隙设计值S = 56.06mm相吻合，相对偏差仅为0.81%;结果表明该发明所提供的端部和 根部加强型少片主黃在端部与副黃间隙的设计方法是正确的，参数设计值是准确可靠的。
【主权项】
1.端部和根部加强型少片主簧在端部与副簧间隙的设计方法，其中，端部和根部加强 型少片变截面主簧的一半对称结构，由根部平直段、根部斜线段、抛物线段、端部斜线段和 端部平直段5段构成，根部斜线段和端部斜线段对变截面主簧起加强作用;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 的端部平直段与副簧触点之间设计有一定的主、副簧间隙，以满足副簧起作用载荷的设计 要求;在主簧的各片结构参数、材料特性参数、副簧长度、副簧起作用载荷给定情况下，对端 部和根部加强型少片变截面主簧在端部平直段与副簧触点之间的主副簧间隙进行设计，具 体设计步骤如下： (1) 各片端部和根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Fl计算： 根据端部和根部加强型少片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13,根部斜线段的长度A 12,端部斜线段的长度Ah，根部斜线段的根部到主簧端点的 距离12 = L-13,抛物线段的根部到主簧端点的距离12p = L-13_A 12,根部斜线段的厚度比γ， 端部斜线段的厚度比μ;第i片主簧的抛物线段的厚度比队，第i片主簧端部斜线段的根部到 弹簧端点的距离1η Ρ = 12βΛ第i片主簧的端部平直段的长度luzlup-Ah，其中，i = l， 2,…，N，N为主簧片数，对各片端部和根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-Fl进行计 算，即(2) 第N片端部和根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数Gx-EF 计算： 根据端部和根部加强型少片变截面主簧的一半长度L，宽度b，弹性模量E，根部斜线段 的长度Δ12,端部斜线段的长度Ah，根部斜线段的厚度比Y，端部斜线段的厚度比μ;根部 斜线段的根部到主簧端点的距离1 2,抛物线段的根部到主簧端点的距离12Ρ，第Ν片主簧的抛 物线段的厚度比βΝ，第Ν片主簧的端部斜线段的根部到主簧端点的距离1 1Νρ = 12βΝ2,第Ν片主 簧的端部平直段的长度11Ν=1 1Νρ_Α11;副簧触点与主簧端点的水平距离1〇;对第Ν片端部和 根部加强型变截面主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形系数G X-EF进行计算，即(3) 副簧起作用载荷下的第N片端部和根部加强型变截面主簧的端点力Fn计算： I步骤:根据端部和根部加强型少片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Gx-Fl，确定各片主簧的一半刚度KMl，即II步骤:根据设计所要求的副簧起作用载荷的一半即单端点载荷P，及I步骤中所确定 的各片主簧的一半刚度KMl，对副簧起作用载荷下的第N片端部和根部加强型变截面主簧的 端点力Fn进行计算，BP(4) 端部和根部加强型少片变截面主簧在端部平直段与副簧触点之间的主副簧间隙δ 设计:根据端部和根部加强型变截面主簧的根部平直段的厚度h2，II步骤中计算得到的第Ν 片主簧的端点力Fn，及步骤(2)中计算得到的GX-EF，对端部和根部加强型少片变截面主簧在 端部平直段与副簧触点之间的主副簧间隙S进行设计，即
【文档编号】G06F17/50GK105824997SQ201610140840
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月12日
【发明人】周长城, 王炳超, 于曰伟, 王凤娟, 邵明磊, 赵雷雷, 张云山
【申请人】周长城