簧端点的距离l2 = 520mm，斜线段的厚度比γ =0.93,副簧触点与主簧端点的水 平距离l〇 = 220mm，对第2片主簧在抛物线段与副簧触点处的变形系数Gx-CD进行计算，即
[0037] +
[0038] w ,丨.丨一
[0039] 根据变截面主簧的根部平直段的厚度h2 = llmm，及步骤（1)中计算所得到的各片 主簧的端点变形系数Gx-E1 = 107.53mm4/N和Gx-E2 = 113.42mm4/N，确定第1片、第2片根部加强 型变截面主簧的一半刚度KM1、K M2,分别为
[0040]
[0041]
[0042] (3)非端部接触式根部加强型变截面主副簧的副簧起作用载荷Ρκ的验算：
[0043] 根据变截面主簧的根部平直段的厚度h2 = 11mm，主副簧间隙δ = 17.45mm，步骤(2) 计算得到的Gx-CD = 39.76mm4/N，及步骤(3)中计算得到的第1片主簧和第2片主簧的一半刚度 Kmi = 12.38N/mm和Km2 = 11.74N/mm，对该少片变截面主副簧的副簧起作用载荷Ρκ进行计算， 即
[0044]
[0045] 利用ANSYS有限元仿真软件，根据该少片根部加强型变截面主簧的各片结构结构 参数和材料特性参数，建立该少片根部加强型变截面主簧的一半对称结构的ANSYS仿真模 型，划分网格，并在仿真模型的根部施加固定约束，在端点施加验算所得到的副作簧起用载 荷的一半即Ρ=1200Ν，对该少片根部加强型变截面钢板弹簧主簧的变形进行ANSYS仿真，所 得到的变形仿真云图，如图3所示，其中，该主簧在距离端部位置220mm处的变形量δ = 17.58mm〇
[0046] 可知，在相同载荷下，该钢板弹簧主簧变形量的ANSYS仿真验证值δ = 17.58mm，与 主副簧间隙设计值S = 17.45mm相吻合，相对偏差仅为0.74%;结果表明该发明所提供的非 端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷验算方法是正确的，载荷验算值是准确可 靠的。
[0047] 实施例二:某根部加强型少片变截面主簧的片数N = 2,其中，各片主簧的一半长度 L = 600mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，根部平直段的厚度h2 = 14.78mm，安装间距的 一半13 = 60mm;斜线段长度Δ l = 30mm，抛物线段的根部厚度h2P= 13.3mm，即斜线段的厚度 比γ =h2P/h2 = 0.90;第1片主簧的端部平直段的厚度hii = 7.98mm，即第1片主簧的抛物线段 的厚度比01 = 1111/1121) = 〇.6〇，第2片主簧的端部平直段的厚度1112 = 6.51]1111，8卩第2片主簧的抛 物线段的厚度比(62 = hi2/h2P = 0.49。副簧长度的一半La= 340mm，即副簧触点到主簧端点的 水平距离lo = 260mm;副簧触点与主簧抛物线段之间的主副簧间隙δ = 18.01πιπι。对该非端部 接触式根部加强型少少片变截面主副簧的副簧起作用载荷Ρκ进行验算。
[0048] 采用与实施例一相同的方法和步骤，对该非端部接触式根部加强型少片变截面主 副簧的副簧起作用载荷Ρκ进行验算，具体验算步骤如下：
[0049] (1)各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-El计算：
[0050] 根据根部加强型变截面主簧的一半长度L = 600mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，安装间距的一半13 = 60mm，斜线段的长度Δ 1 = 30mm，抛物线段的根部到主簧端点 的距离l2P = L-l3_ A l = 510mm，斜线段的根部到主簧端点的距离l2 = L-l3 = 540mm，斜线段的 厚度比γ =0.90,第1片主簧的抛物线段的厚度比& = 0.60,第2片主簧的抛物线段的厚度 比β2 = 0.49,对第1片、第2片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-E1、Gx- E2分别进行计 算，即
[0051]
[0052]
[0053] (2)第2片根部加强型变截面主簧在抛物线段与副簧触点的变形系数Gx-CD计算： [0054] 根据根部加强型变截面主簧的一半长度L = 600mm，宽度b = 60mm，弹性模量E = 200GPa，斜线段的长度Al = 30mm，抛物线段的根部到主簧端点的距离l2p = 510mm，斜线段的 根部到主簧端点的距离l2 = 540mm，斜线段的厚度比γ =0.90,副簧触点到主簧端点的水平 距离lo = 260mm，对第2片主簧在抛物线段与副簧触点处的变形系数GX-CD进行计算，即
[0055]
[0056] (3)各片根部加强型变截面主簧的一半刚度计算：
[0057] 根据根部加强型变截面主簧的根部平直段的厚度h2 = 14.78mm，及步骤（1)中所计 算得到的各片主簧主簧的端点变形系数Gx-ei = 137.44mm4/N和Gx-E2 = 143.40mm4/N，确定第1 片、第2片根部加强型变截面主簧的一半刚度KM1、K M2,分别为
[0058]
[0059]
[0060] (3)非端部接触式根部加强型变截面主副簧的副簧起作用载荷Ρκ的验算：
[0061 ] 根据变截面主簧的根部平直段的厚度h2 = 14.78mm，主副簧间隙δ = 18.01mm，步骤 (2)计算得到的Gx-cd = 39.60mm4/N，及步骤（3)中计算所得到的Kmi = 23.49N/mm和Km2 = 22.52N/mm，对该主副簧的副簧起作用载荷Ρκ进行验算，即
[0062]
[0063]利用ANSYS有限元仿真软件，根据该少片根部加强型变截面主簧的各片结构参数 和材料特性参数，建立该少片根部加强型变截面主簧的一半对称结构的ANSYS仿真模型，划 分网格，并在仿真模型的根部施加固定约束，在端点施加验算所得到的副簧起作用载荷的 一半Ρ = 3000Ν，对该少片根部加强型变截面钢板弹簧主簧的变形进行ANSYS仿真，所得到的 变形仿真云图，如图4所示，其中，该主簧在距离端部位置260mm处的变形量δ = 18.12mm。可 知，在相同载荷下，该钢板弹簧主簧变形量的ANSYS仿真验证值δ = 18.12mm，与主副簧间隙 设计值S = 18.01mm相吻合，相对偏差仅为0.61%;结果表明该发明所提供的非端部接触式 根部加强型主副簧的副簧起作用载荷验算方法是正确的，载荷验算值是准确可靠的。
【主权项】
1.非端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷验算方法，其中，少片变截面主 簧的一半对称结构由根部平直段、斜线段、抛物线段和端部平直段四段构成，斜线段对变截 面弹簧起加强作用;各片主簧的端部平直段非等构，即第1片主簧的端部平直段的厚度和长 度，大于其他各片的厚度和长度;副簧端部触点与主簧抛物线段之间设计有一定的主、副簧 间隙，以满足副簧起作用载荷的要求;在主簧的各片结构参数、材料特性参数、副簧长度、主 副簧间隙给定情况下，对非端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷进行验算，具 体验算步骤如下： (1) 各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-El计算： 根据少片根部加强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13， 斜线段的长度A 1，抛物线段的根部到主簧端点的距离l2p = L-l3_ Δ 1，斜线段的根部到主簧 端点的距离12 = L-13,斜线段的厚度比γ，第i片主簧的抛物线段的厚度比队，其中，i = l， 2,…，N，N为主簧片数，对各片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-^进行计算，即(2) 第N片根部加强型变截面主簧在抛物线段与副簧触点的变形系数GX-CD计算： 根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度L，宽度b，弹性模量E，斜线段的长度Δ1， 抛物线段的根部到主簧端点的距离12P，斜线段的根部到主簧端点的距离12,斜线段的厚度 比γ，副簧触点与主簧端点的水平距离1〇,对第N片根部加强型变截面主簧在抛物线段与副 簧触点处的变形系数G x-?进行计算，SP(3) 各片根部加强型变截面主簧的一半刚度计算： 根据少片根部加强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Gx-El，对各片根部加强型变截面主簧的一半刚度1^进行计算，即(3)非端部接触式根部加强型变截面主副簧的副簧起作用载荷Ρκ的验算： 根据根部加强型变截面主簧的根部平直段的厚度h2,主副簧间隙δ，步骤(2)计算得到的 第Ν片主簧在抛物线段与副簧触点处的变形系数Gx-?，及步骤(3)中计算得到的各片主簧的 一半刚度K Ml，对非端部接触式根部加强型变截面主副簧的副簧起作用载荷Ρκ进行验算，即式中，Κμν为第Ν片主簧的一半刚度。
【专利摘要】本发明涉及非端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷验算方法，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根部加强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和一半刚度，及第<i>N</i>片主簧在抛物线段与副簧接触点处的变形系数<i>Gx</i>-CD；随后，根据主副簧间隙的设计值、各片主簧的一半刚度、根部平直段的厚度及第<i>N</i>片主簧的<i>Gx</i>-CD，对非端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷进行验算。通过仿真验证可知，利用方法可对非端部接触式根部加强型主副簧的副簧起作用载荷值进行准确验算，从而提高产品设计水平和性能，提高车辆行驶平顺性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105678035
【申请号】CN201610147389
【发明人】周长城, 王炳超, 赵雷雷, 于曰伟, 王凤娟, 许祥利, 邵明磊
【申请人】周长城, 王炳超
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月15日