[發明專利]一種拋物線鋼板彈簧設計方法

有效

• 申請號: 201710103782.5
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106874608B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李海林;楊永祥;張世杰;孫長春;曹建宏
• 申請（專利權）人: 中國重汽集團濟南動力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F30/15
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 黎明

本發明公開了一種拋物線鋼板彈簧的設計方法，所述的拋物線鋼板彈簧其端部與根部為等厚度截面，其端部與根部中間位置截面厚度按照拋物線規律變化；根據拋物線板簧等應力的要求，將拋物線處按照等應力的原則確定各個位置板簧厚度，并且可以將厚度按照不同的步長輸出，然后按照等應力條件下計算得板簧形狀，計算出板簧的剛度，最后根據偏頻要求檢驗板簧剛度是否符合設計要求。本發明為少片拋物線板簧的設計提供了一種方便、準確的計算方法，易于操作、計算過程快、計算精度高、輸出結果方便指導生產以及產品檢驗。

技術領域

本發明涉及一種拋物線鋼板彈簧的設計方法，屬于汽車板簧懸架技術領域。

背景技術

在現有拋物線鋼板彈簧的設計方法中，公知的技術是卡車板簧采用材料力學方法推導的簡化公式，需要利用修正系數修正計算結果，誤差較大，不適合拋物線板簧的設計計算，而且計算過程繁瑣，不適宜應用；有的采用有限元法設計計算，其建立模型很難與設計產品一致，造成計算誤差。所以現有的設計計算方法誤差較大，且不易確定誤差的范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提供一種快速、準確設計拋物線板簧的方法。

為解決這一技術問題，本發明提供了一種拋物線鋼板彈簧的設計方法，所述的拋物線鋼板彈簧其端部與根部為等厚度截面，其端部與根部中間位置截面厚度按照拋物線規律變化；根據拋物線板簧等應力的要求，將拋物線處按照等應力的原則確定各個位置板簧厚度，并且可以將厚度按照不同的步長輸出，然后按照等應力條件下計算得板簧形狀，計算出板簧的剛度，最后根據偏頻要求檢驗板簧剛度是否符合設計要求，具體包括如下步驟：

1)首先確定基本參數，包括承受載荷P₁、板簧寬度b、有效長度L、平直段長度C、端部厚度F、拋物線截止位置L₁。少片簧各片承受載荷與各片剛度的大小成正比，各片的載荷容易求出，少片簧總成為各單片彈簧的線性疊加，本發明計算得出的板簧前后對稱，所以本發明中涉及載荷為半片板簧載荷P₁、與長度尺寸均為半片板簧尺寸。對于由幾片板簧片組成的板簧總成可以根據本發明的設計程序反復計算得到。

2)根據材料以及使用條件確定板簧應力σ大小，確定板簧厚度h_x變化規律。

h_x變化規律為：

其中：x為板簧上點距中心螺栓的距離。

3)由經驗及整車布置確定板簧根部厚度，應與計算得出的拋物線最厚處的厚度一致，端部厚度根據第一步中確定，所以可根據x不同的取值范圍確定板簧實際結構，板簧厚度h_x隨x的取值不同得到一系列變化規律，板簧厚度h_x隨x的變化規律為：

根據設計的精度要求以及實際生產中板簧軋制精度，對x取一定間距一系列的離散化點，可以得到對應的一些列板簧厚度值h_x離散化點，將板簧厚度值h_x離散化點從計算程序中輸出就得到了實際需要軋制的板簧的形狀。

4)利用上一步計算得到的板簧厚度h_x，根據力學中用積分法求取懸臂梁變形方法,計算板簧變形量，其中系數根據粱的連續性假設求出。

其中：

板簧的剛度可以根據下式計算：

5)根據整車對于懸架偏頻的要求，確定在選定等應力條件下，剛度是否符合要求。偏頻的計算公式按照下式計算：