本發(fā)明涉及車輛懸架鋼板彈簧，特別是非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
：為了滿足車輛懸架在不同載荷下的變剛度設(shè)計要求，通常將少片變截面鋼板彈簧設(shè)計為主副簧，其中，主簧與副簧觸點之間設(shè)計有一定的主副簧間隙，確保當載荷大于副簧起作用載荷后，主副簧接觸而一起共同工作。由于第1片主簧的受力復(fù)雜，不僅承受垂向載荷，同時還承受扭轉(zhuǎn)載荷和縱向載荷，因此，實際所設(shè)計的第1片主簧的端部平直段的厚度和長度大于他各片主簧的厚度和長度，即大都采用端部非等構(gòu)的少片變截面主副；同時，為了加強少片拋物線型變截面主副簧的強度，通常在根部平直段與拋物線段之間增設(shè)一斜線段，即采用根部加強型的少片變截面主副簧。另外，由于為了滿足主副簧不同復(fù)合剛度的設(shè)計要求，通常采用不同長度的副簧，即主簧與副簧的接觸位置也不同，因此，主副簧可分為端部接觸式和非端部接觸式，其中，在副簧根部平直段厚度及片數(shù)給定情況下，非端部接觸式主副簧的復(fù)合剛度小于端部接觸式的復(fù)合剛度。副簧剛度決定主副簧的復(fù)合剛度大小，對車輛行駛平順性具有重要影響，同時還決定著副簧參數(shù)的設(shè)計，然而，由于主簧端部平直段非等構(gòu)，副簧的長度小于主簧的長度，同時，根部設(shè)有斜線加強段，且當載荷大于副簧起作用載荷，主副簧接觸之后，主副簧的端點力和變形存有耦合，因此，非端部接觸式少片根部加強型主副簧的端點力、變形及剛度的計算非常復(fù)雜，先前一直未能給出非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法。目前，大都是忽略主簧端部非等構(gòu)、并將副簧看作與主簧等長，直接利用主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值，減去主簧剛度值，對副簧剛度進行近似設(shè)計，無法滿足目前車輛行業(yè)快速發(fā)展及對懸架少片變截面主副鋼板彈簧精確設(shè)計的要求。因此，必須建立一種精確、可靠的非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法，滿足車輛行業(yè)快速發(fā)展及對少片變截面主副鋼板彈簧精確設(shè)計的要求，提高少片變截面主副簧的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能及車輛行駛平順性；同時，降低設(shè)計及試驗費用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡便、可靠的非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法，其設(shè)計流程圖，如圖1所示。非端部接觸式少片根部加強型主副簧為對稱結(jié)構(gòu)，可將對稱的一半彈簧看作懸臂梁，即將對稱中心線看作一半彈簧的固定根部，將主簧端部受力點和副簧端部接觸受力點看作一半主、副簧的端點，其一半對稱結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，包括：主簧1，根部墊片2，副簧3，端部墊片4，主簧1和副簧3的各片是由根部平直段、斜線段、拋物線段、端部平直段四段構(gòu)成，其中，斜線段對鋼板彈簧起加強作用；主簧1的各片根部之間和與副簧3及其各片根部之間設(shè)置有根部墊片2，主簧1的各片端部平直段之間設(shè)置有端部墊片4，端部墊片4的材料為碳纖維復(fù)合材料，以防止工作時產(chǎn)生摩擦噪聲。其中，主簧1和副簧3的寬度為b，安裝間距的一半l3，斜線段的長度為Δl，彈性模量為E；主簧1的一半長度為LM，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離為l2M，主簧斜線段的端部到主簧端點的距離為l2Mp；主簧片數(shù)為m，各片主簧的根部平直段的厚度為h2M，主簧斜線段的端部厚度為h2Mp，主簧斜線段的厚度比γM＝h2Mp/h2M；各片主簧的端部平直段非等構(gòu)，即第1片主簧的端部平直段的厚度和長度，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和長度；各片主簧的端部平直段的厚度為h1i，拋物線段的厚度比為βi＝h1i/h2Mp，端部平直段的長度l1i＝βi2l2Mp，i＝1,2,…,m。副簧3的一半長度為LA，副簧觸點與主簧端點之間的水平距離為l0；主副簧間隙為δ，當載荷大于副簧起作用載荷時，副簧觸點與第m片主簧的拋物線段內(nèi)某點相接觸，以滿足車輛懸架復(fù)合剛度的設(shè)計要求。在各片主簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模量、主副簧復(fù)合剛度設(shè)計要求值給定情況寫，對非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度進行設(shè)計。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法，其特征在于采用以下設(shè)計步驟：(1)端點受力情況下的各片根部加強型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ei計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b，斜線段的長度Δl，彈性模量E；主簧的一半長度LM，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M，主簧的斜線段的厚度比γM，主簧片數(shù)m，其中，第i片主簧的拋物線段的厚度比βi，i＝1,2,…,m，對端點受力情況下的各片主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ei進行計算，即Gx-Ei=4(LM3-l2M3)Eb+4l2Mp3(2-βi3)EbγM3+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(l2M2γM4-2l2Mpl2MγM+2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3)-24l2Mpl2MγM2ΔllnγMEbγM2(γM-1)3,i=1,2,...,m;]]>(2)端點受力情況下的第m片根部加強型變截面主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CD計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b，斜線段的長度Δl，，彈性模量E；主簧片數(shù)m，主簧的一半長度LM，各片主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M，主簧斜線段的厚度比γM；副簧觸點與主簧端點的水平距離l0，對端點受力情況下的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CD進行計算，即Gx-CD=4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb+8l2Mp3+16l2Mp3/2l03/2-24l2Mp2l0EbγM3-6l0Δl(l2Mp+l2MγM)EbγM2+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3+l2M2γM4-2l2Mpl2MγM)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(l2M2γM4lnγM+2l2Mp2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3-4l2Mpl2MγM2lnγM);]]>(3)主副簧接觸點受力情況下的第m片根部加強型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-Epm計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b，斜線段的長度Δl，彈性模量E；主簧片數(shù)m，主簧的一半長度LM，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M，主簧斜線段的厚度比γM；副簧觸點與主簧端點的水平距離l0，對主副簧接觸點受力情況下的第m片主簧的端點變形系數(shù)Gx-Epm進行計算，即Gx-Epm=4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb-12Eb[3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3-2l2MΔl(l2MγM-l2Mp)(γM-1)2-3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3γM2-2l2MpΔl(l2MγM-l2Mp)(γM-1)2γM2-Δl3(γM-1)3lnγM]-24l0l2Mp2-8l2Mp3-16l03/2l2Mp3/2EbγM3-6l0Δl(l2MγM-l2Mp)EbγM2;]]>(4)主副簧接觸點受力情況下的第m片根部加強型變截面主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CDp計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b，斜線段的長度Δl，安裝間距的一半l3，彈性模量E；主簧的一半長度LM，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M，主簧斜線段的厚度比γM；副簧觸點與主簧端點的水平距離l0，對主副簧接觸點受力情況下的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CDp進行計算，即Gx-CDp=4(LM-l2M)(LM2-3l0LM+LMl2M+3l02-3l0l2M+l2M2)Eb-12Eb[l02Δl(γM-1)2-3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3+2l2MpΔl(Δl-l2Mp-l0γM+l2MγM)(γM-1)2γM2+Δl[2l03Δl(γM-1)(l2MγM-l2Mp)+3LM2-2LMl0-2LMl2MγM]2(γM-1)3+Δl(2LMl0γM-4LMl2M-6LMl3-6LMΔl-l02γM2+2l02γM-l02+2l0l2MγM2-6l0l2MγM-2l0l3γM)2(γM-1)3+Δl(4l0l2M+2l0l3-2l0ΔlγM+2l0Δl-l2M2γM2+4l2M2γM+2l2Ml3γM+4l2Ml3+2l2MΔlγM+4l2MΔl)2(γM-1)3+Δl(3l32+6l3Δl+3Δl2)2(γM-1)3-Δl3lnγM(γM-1)3]+12EbγM3(2l2p2-12l0l2Mp-6l023l2Mp2+16l03/23l2Mp3/2);]]>(5)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度KAT設(shè)計：根據(jù)主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值KMAT，主簧片數(shù)m，各片主簧的根部平直段的厚度h2M，步驟(1)中計算所得到的Gx-Ei，步驟(2)中計算得到的Gx-CD，步驟(3)中計算得到的Gx-Epm，及步驟(4)中計算得到的Gx-CDp，對非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧所需要剛度KAT進行設(shè)計，即KAT=(KMAT-Σi=1m-12h2M3Gx-Ei)Gx-Emh2M3-2h2M6(KMAT-Σi=1m-12h2M3Gx-Ei)(Gx-EpmGx-CD-Gx-EmGx-CDp)+Gx-CDp2h2M3.]]>本發(fā)明比現(xiàn)有技術(shù)具有的優(yōu)點由于主簧端部平直段非等構(gòu)，主副簧不等長，同時，根部設(shè)有斜線加強段，因此，根部加強型少片變截面主副簧的端點力及變形與剛度計算非常復(fù)雜，因此，先前一直未能給出非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法。本發(fā)明可根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的各片主簧、副簧長度、彈性模量及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值，對非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度進行設(shè)計。通過實例及試驗測試驗證可知，該發(fā)明所提供的非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度設(shè)計方法是正確的，為副簧結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。利用該方法可得到準確可靠的非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度設(shè)計值，提高非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的設(shè)計水平、產(chǎn)品質(zhì)量和性能及車輛行駛平順性；同時，還可降低設(shè)計及試驗費用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。附圖說明為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖做進一步的說明。圖1是非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度的設(shè)計流程圖；圖2是非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的一半對稱結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方案下面通過實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例一：某非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，安裝間距的一半l3＝55mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa。主簧片數(shù)m＝2，主簧的一半長度LM＝575mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝LM-l3-Δl＝490mm，主簧斜線段根部到主簧端點的距離l2M＝LM-l3＝520mm；各片主簧的根部平直段的厚度h2M＝11mm，主簧斜線段的端部厚度h2Mp＝10.23mm，主簧斜線段的厚度比γM＝h2Mp/h2M＝0.93；第1片主簧的端部平直段的厚度h11＝7mm，第1片主簧的拋物線段的厚度比β1＝h11/h2Mp＝0.69；第2片主簧的端部平直段的厚度h12＝6mm，第2片主簧的拋物線段的厚度比β2＝h12/h2Mp＝0.59。副簧的一半長度LA＝375mm，副簧觸點到主簧端點的距離l0＝LM-LA＝200mm。主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值KMAT＝70.17N/mm，根據(jù)主簧各片的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模量及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值，對該非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度進行設(shè)計。本發(fā)明實例所提供的非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法，其設(shè)計流程如圖1所示，具體設(shè)計步驟如下：(1)端點受力情況下的各片根部加強型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ei計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝575mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝490mm，主簧斜線段根部到主簧端點的距離l2M＝520mm，主簧斜線段的厚度比γM＝0.93，主簧片數(shù)m＝2，其中，第1片主簧的拋物線段的厚度比β1＝0.69，第2片主簧的拋物線段的厚度比β2＝0.59，對端點受力情況下的第1片主簧和第2片主簧的端點變形系數(shù)Gx-E1和Gx-E2分別進行計算，即Gx-E1=4(LM3-l2M3)Eb+4l2Mp3(2-β13)EbγM3+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(l2M2γM4-2l2Mpl2MγM+2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3)-24l2Mpl2MγM2ΔllnγMEbγM2(γM-1)3=107.53mm4/N,]]>Gx-E2=4(LM3-l2M3)2+4l2Mp3(2-β23)EbγM3+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(l2M2γM4-2l2Mpl2MγM+2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3)-24l2Mpl2MγM2ΔllnγMEbγM2(γM-1)3=113.42mm4/N,]]>(2)端點受力情況下的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CD計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝575mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝490mm，主簧斜線段根部到主簧端點的距離l2M＝520mm，主簧斜線段的厚度比γM＝0.93，副簧觸點到主簧端點的水平距離l0＝200mm，主簧片數(shù)m＝2，對端點受力情況下的第2片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CD進行計算，即Gx-CD=4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb+8l2Mp3+16l2Mp3/2l03/2-24l2Mp2l0EbγM3-6l0Δl(l2Mp+l2MγM)EbγM2+]]>6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3+l2M2γM4-2l2Mpl2MγM)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3-4l2Mpl2MγM2lnγM)=44.86mm4/N;]]>(3)主副簧接觸點受力情況下的第m片主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ep2計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝575mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝490mm，主簧斜線段根部到主簧端點的距離l2M＝520mm，主簧斜線段的厚度比γM＝0.93，副簧觸點到主簧端點的水平距離l0＝200mm，主簧片數(shù)m＝2，對主副簧接觸點受力情況下的第2片主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ep2進行計算，即Gx-Ep2=4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb-12Eb[3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3-2l2MΔl(l2MγM-l2Mp)(γM-1)2-3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3γM2-2l2MpΔl(l2MγM-l2Mp)(γM-1)2γM2-Δl3(γM-1)3lnγM]-24l0l2Mp2-8l2Mp3-16l03/2l2Mp3/2EbγM3-6l0Δl(l2MγM-l2Mp)EbγM2=44.86mm4/N;]]>(4)主副簧接觸點受力情況下的第m片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CDp計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，安裝間距的一半l3＝55mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝575mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝490mm，主簧斜線段根部到主簧端點的距離l2M＝520mm，主簧斜線段的厚度比γM＝0.93，副簧觸點到主簧端點的水平距離l0＝200mm，主簧片數(shù)m＝2，對主副簧接觸點受力情況下的第2片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CDp進行計算，即Gx-CDp=4(LM-l2M)(LM2-3l0LM+LMl2M+3l02-3l0l2M+l2M2)Eb-12Eb[l02Δl(γM-1)2-3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3+2l2MpΔl(Δl-l2Mp-l0γM+l2MγM)(γM-1)2γM2+Δl[2l03Δl(γM-1)(l2MγM-l2Mp)+3LM2-2LMl0-2LMl2MγM]2(γM-1)3+Δl(2LMl0γM-4LMl2M-6LMl3-6LMΔl-l02γM2+2l02γM-l02+2l0l2MγM2-6l0l2MγM-2l0l3γM)2(γM-1)3+Δl(4l0l2M+2l0l3-2l0ΔlγM+2l0Δl-l2M2γM2+4l2M2γM+2l2Ml3γM+4l2Ml3+2l2MΔlγM+4l2MΔl)2(γM-1)3+Δl(3l32+6l3Δl+3Δl2)2(γM-1)3-Δl3lnγM(γM-1)3]+12EbγM3(2l2p2-12l0l2Mp-6l023l2Mp2+16l03/23l2Mp3/2)=23.29mm4/N;]]>(5)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度KAT設(shè)計：根據(jù)主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值KMAT＝70.17N/mm，主簧片數(shù)m＝2，各片主簧的根部厚度h2M＝11mm，步驟(1)中計算得到的Gx-E1＝107.53mm4/N和Gx-E2＝113.42mm4/N，步驟(2)中計算得到的Gx-CD＝44.86mm4/N，步驟(3)中計算得到的Gx-Ep2＝44.86mm4/N，及步驟(4)中計算得到的Gx-CDp＝23.29mm4/N，對該非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度KAT進行設(shè)計，即KAT=(KMAT-Σi=1m-12h2M3Gx-Ei)Gx-E2h2M3-2h2M6(KMAT-Σi=1m-12h2M3Gx-Ei)(Gx-Ep2Gx-CD-Gx-E2Gx-CDp)+Gx-CDp2h2M3=99.02N/mm.]]>利用鋼板彈簧試驗機，對給定結(jié)構(gòu)的主簧和滿足該副簧剛度設(shè)計值的非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧進行剛度試驗驗證，可知，該主副簧的復(fù)合剛度試驗值KMATtest＝69.92N/mm，與設(shè)計要求值KMAT＝70.17N/mm相吻合，相對偏差僅為0.36％；結(jié)果表明該發(fā)明所提供的非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法是正確的，副簧剛度的設(shè)計值是準確、可靠的。實施例二：某非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，安裝間距的一半l3＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa。主簧片數(shù)m＝2，主簧的一半長度LM＝600mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝LM-l3-Δl＝510mm，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M＝LM-l3＝540mm；主簧根部平直段的厚度h2M＝12mm，主簧斜線段的端部厚度h2Mp＝11mm，主簧斜線段的厚度比γM＝h2Mp/h2M＝0.92；第1片主簧的端部平直段的厚度h11＝7mm，第1片主簧的拋物線段的厚度比β1＝h11/h2Mp＝0.64；第2片主簧的端部平直段的厚度h12＝6mm，第2片主簧的拋物線段的厚度比β2＝h12/h2Mp＝0.55。副簧的一半長度LA＝410mm，副簧觸點與主簧端點的水平距離l0＝LM-LA＝190mm。該主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值KMAT＝70.53N/mm，根據(jù)主簧各片的結(jié)構(gòu)參數(shù)、副簧長度、彈性模量及主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值，對該非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度進行設(shè)計。采用與實施例一相同的設(shè)計方法和步驟，對該非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度進行設(shè)計，具體步驟如下：(1)端點受力情況下的各片根部加強型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ei計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝600mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝510mm，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M＝540mm，斜線段的厚度比γM＝0.92，主簧片數(shù)m＝2，其中，第1片主簧的拋物線段的厚度比β1＝0.64，第2片主簧的拋物線段的厚度比β2＝0.55，對端點受力情況下的第1片主簧和第2片主簧的端點變形系數(shù)Gx-E1和Gx-E2分別進行計算，即Gx-E1=4(LM3-l2M3)Eb+4l2Mp3(2-β13)EbγM3+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(l2M2γM4-2l2Mpl2MγM+2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3)-24l2Mpl2MγM2ΔllnγMEbγM2(γM-1)3=128.94mm4/N,]]>Gx-E2=4(LM3-l2M3)Eb+4l2Mp3(2-β23)EbγM3+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(l2M2γM4-2l2Mpl2MγM+2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3)-24l2Mpl2MγM2ΔllnγMEbγM2(γM-1)3=134.42mm4/N,]]>(2)端點受力情況下的第m片根部加強型變截面主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CD計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝600mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝510mm，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M＝540mm，斜線段的厚度比γM＝0.92，副簧觸點與主簧端點的水平距離l0＝190mm，主簧片數(shù)m＝2，對端點受力情況下的第2片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CD進行計算，即Gx-CD=4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb+8l2Mp3+16l2Mp3/2l03/2-24l2Mp2l0EbγM3-6l0Δl(l2Mp+l2MγM)EbγM2+6ΔlEbγM2(γM-1)3(4l2Mp2γM-l2Mp2-3l2Mp2γM2+3l2M2γM2-4l2M2γM3+l2M2γM4-2l2Mpl2MγM)+6ΔlEbγM2(γM-1)3(2l2Mp2γM2lnγM+2l2M2γM2lnγM+2l2Mpl2MγM3-4l2Mpl2MγM2lnγM)=57.72mm4/N;]]>(3)主副簧接觸點受力情況下的第m片根部加強型變截面主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ep2計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝600mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝510mm，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M＝540mm，斜線段的厚度比γM＝0.92，副簧觸點與主簧端點的水平距離l0＝190mm，主簧片數(shù)m＝2，對主副簧接觸點受力情況下的第2片主簧的端點變形系數(shù)Gx-Ep2進行計算，即Gx-Ep2=4LM3-6l0LM2-4l2M3+6l0l2M2Eb-12Eb[3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3-2l2MΔl(l2MγM-l2Mp)(γM-1)2-3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3γM2-2l2MpΔl(l2MγM-l2Mp)(γM-1)2γM2-Δl3(γM-1)3lnγM]-24l0l2Mp2-8l2Mp3-16l03/2l2Mp3/2EbγM3-6l0Δl(l2MγM-l2Mp)EbγM2=57.72mm4/N;]]>(4)主副簧接觸點受力情況下的第m片根部加強型變截面主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CDp計算：根據(jù)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的寬度b＝60mm，安裝間距的一半l3＝60mm，斜線段的長度Δl＝30mm，彈性模量E＝200GPa；主簧的一半長度LM＝600mm，主簧拋物線段的根部到主簧端點的距離l2Mp＝510mm，主簧斜線段的根部到主簧端點的距離l2M＝540mm，斜線段的厚度比γM＝0.92，副簧觸點與主簧端點的水平距離l0＝190mm，主簧片數(shù)m＝2，對主副簧接觸點受力情況下的第2片主簧在拋物線段與副簧接觸點處的變形系數(shù)Gx-CDp進行計算，即Gx-CDp=4(LM-l2M)(LM2-3l0LM+LMl2M+3l02-3l0l2M+l2M2)Eb-12Eb[l02Δl(γM-1)2-3Δl(l2MγM-l2Mp)22(γM-1)3+2l2MpΔl(Δl-l2Mp-l0γM+l2MγM)(γM-1)2γM2+Δl[2l03Δl(γM-1)(l2MγM-l2Mp)+3LM2-2LMl0-2LMl2MγM]2(γM-1)3+Δl(2LMl0γM-4LMl2M-6LMl3-6LMΔl-l02γM2+2l02γM-l02+2l0l2MγM2-6l0l2MγM-2l0l3γM)2(γM-1)3+Δl(4l0l2M+2l0l3-2l0ΔlγM+2l0Δl-l2M2γM2+4l2M2γM+2l2Ml3γM+4l2Ml3+2l2MΔlγM+4l2MΔl)2(γM-1)3+]]>Δl(3l32+6l3Δl+3Δl2)2(γM-1)3-Δl3lnγM(γM-1)3]+12EbγM3(2l2p2-12l0l2Mp-6l023l2Mp2+16l03/23l2Mp3/2)=31.74mm4/N;]]>(5)非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度KAT設(shè)計：根據(jù)該主副簧的復(fù)合剛度設(shè)計要求值KMAT＝70.53N/mm，主簧片數(shù)m＝2，各片主簧的根部平直段的厚度h2M＝11mm，步驟(1)中計算得到的Gx-E1＝128.94mm4/N和Gx-E2＝134.42mm4/N，步驟(2)中計算得到的Gx-CD＝57.72mm4/N，步驟(3)中計算得到的Gx-Ep2＝57.72mm4/N，及步驟(4)中計算得到的Gx-CDp＝31.74mm4/N，對該非端部接觸式少片根部加強型變截面主副簧的副簧剛度KAT進行設(shè)計，即KAT=(KMAT-Σi=12-12h2M3Gx-Ei)Gx-E2h2M3-2h2M6(KMAT-Σi=12-12h2M3Gx-Ei)(Gx-Ep2Gx-CD-Gx-E2Gx-CDp)+Gx-CDp2h2M3=60.79N/mm.]]>利用鋼板彈簧試驗機，對給定結(jié)構(gòu)的滿足該副簧剛度設(shè)計值的少片根部加強型變截面鋼板彈簧的主副簧進行剛度試驗驗證，可知，該主副簧的復(fù)合剛度試驗值KMATtest＝70.11N/mm，與設(shè)計要求值KMAT＝70.53N/mm相吻合，相對偏差僅為0.60％；結(jié)果表明該發(fā)明所提供的非端部接觸式少片根部加強型主副簧的副簧剛度設(shè)計方法是正確的，副簧剛度設(shè)計值準確可靠的。當前第1頁1 2 3