根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法技术

本发明专利技术涉及根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，属于悬架少片变截面板簧技术领域。本发明专利技术可根据板簧片数，各片板簧的结构参数，及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧夹紧端点力进行确定。通过样机试验可知，本发明专利技术所提供的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法是正确的，可得到准确可靠的各片板簧夹紧端点力的确定值，为根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧自由切线弧高设计奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

Method for determining end point force of clamped root plate with non equal thickness and few pieces of variable cross-section panel spring

The invention relates to a method for determining the clamping end point force of a non equal thickness and few slice variable section panel spring, which belongs to the technical field of a suspension less variable cross-section leaf spring. According to the number of plate reed, the structural parameters of each leaf spring, and the allowable stress of the first plate spring under the rated load, the end point force can be determined by clamping the end point force of the plate spring of the non - thick and small plate leaf spring of the non - thick and less slice. Through the prototype test, it is clear that the method of determining the end point force of the unequal thickness and less slice leaf spring provided by this invention is correct, and the accurate and reliable determination of the clamping force of each leaf spring is obtained, which can be established for the design of the free tangent curve of each leaf spring in the root of the non thick and small plate spring. Based on the technical basis. By using this method, the design level, reliability, service life and vehicle safety of the product can be improved; at the same time, the cost of design and test can be reduced and the speed of product development is accelerated.

【技术实现步骤摘要】
根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法
本专利技术涉及车辆悬架少片变截面板簧，特别是根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法。
技术介绍
随着汽车节能和轻量化政策的实施，少片变截面板簧因具有重量轻，材料利用率高，片间无摩擦或摩擦小，振动噪声低，使用寿命长等优点，日益受到车辆悬架专家、生产企业及车辆制造企业的高度关注，其中，应用最为广泛的是少片抛物线型变截面板簧。由于首片板簧的端部受力复杂，通常首片板簧根部平直段的厚度，大于其他各片板簧的根部平直段的厚度，即根部非等厚少片抛物线型变截面板簧。通常为了满足板簧夹紧刚度特性、提高板簧可靠性和使用寿命的设计要求，通过各片板簧的各自不同的自由切线弧高，在装配夹紧之后满足首片板簧初始切线弧高的设计要求；同时，使首片板簧或前几片板簧产生一定的预夹紧压应力，从而提高板簧可靠性和使用寿命。装配夹紧后的各片板簧夹紧端点力的确定，制约着各片板簧自由切线弧高的设计。然而，据所查资料可知，先前国内外一直未曾给出可靠的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，不能满足车辆快速发展及对悬架少片变截面板簧现代化CAD设计的要求。随着车辆行驶速度及其对平顺性要求的不断提高，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧提出了更高的要求，因此，必须建立一种准确、可靠的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，为根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的自由切线弧高设计奠定可靠的技术基础，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性和安全性及对少片变截面板簧的设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，其确定流程图，如图1所示。根部非等厚少片抛物线型变截面板簧为以中心穿装孔对称的结构，将对称中心线看作为一半板簧的根部固定端，将端部受力点看作为板簧端点，其一半对称夹紧结构示意图如图2所示，包括，板簧1，根部垫片2，端部垫片3。板簧1的片数为n，其中，2≤n≤5；宽度为b，弹性模量为E；板簧的一半跨度LT由根部平直段、抛物线段和端部平直段三段所构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，首片板簧的根部平直段的厚度，大于其他各片板簧的根部平直段的厚度，即根部非等厚少片抛物线型变截面板簧。各片板簧的根部平直段的厚度h2i，端部平直段的厚度hi，抛物线段的厚度比为βi＝h1i/h2i。端部平直段的长度为l1i＝(LT-L0)βi2。各片板簧的根部之间设有根部垫片2，根部垫片厚度为δc。各片板簧的端部之间设有端部垫片3，端部垫片的厚度为δe，端部垫片的材料为碳纤维复合材料，以降低板簧工作所产生的摩擦噪声。通过各片板簧的各自不同的自由切线弧高，确保装配预夹紧后的首片板簧的初始切线弧高满足设计要求；同时，使首片或前几片板簧受预夹紧压应力，而末片或后几片板簧受预夹紧拉应力，提高板簧可靠性和使用寿命。各片板簧的自由切线弧高设计值为Hgi0，装配夹紧之后的首片板簧的初始切线弧高为HgC1，各片板簧的夹紧端点力为Fi，i＝1,2,…,n。根据板簧片数，各片板簧的结构参数，额定载荷及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点力进行确定，为各片板簧自由切线弧高的设计奠定可靠的技术基础。为解决上述技术问题，本专利技术所提供的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，其特征在于采用以下确定步骤：(1)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分等效厚度h2e的计算：根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h2i，i＝1,2,…,n，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分的等效厚度h2e进行计算，即(2)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的首片板簧根部最大应力σmax1的计算：根据板簧的宽度b，一半跨度LT，根部平直段的一半长度L0，首片板簧的根部平直段的厚度h21，额度载荷PN，步骤(1)中计算得到的h2e，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧在额定载荷下的首片板簧的根部最大应力σmax1进行计算，即(3)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧之间应力厚度方差的确定:根据板簧片数n，首片板簧的根部平直段的厚度h21，首片板簧在额度载荷下的许用应力[σ1]，步骤(2)中计算得到的σmax1，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧之间的应力厚度方之差进行确定，即(4)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧预夹紧应力σi的确定:根据板簧片数n，首片板簧在额度载荷下的许用应力[σ1]，步骤(2)中计算得到的σmax1，步骤(3)中所确定的对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的预夹紧应力σi进行确定，i＝1,2,…,n，即(5)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧夹紧端点力Fi的确定：根据板簧片数n，板簧的宽度b，一半跨度LT，根部平直段的一半长度L0；各片板簧的根部平直段的厚度h2i，及步骤(4)中所确定的σi，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧装配夹紧后的各片板簧的夹紧端点力Fi进行确定，i＝1,2,…,n，即本专利技术比现有技术具有的优点先前一直未曾给出准确可靠的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，制约着各片板簧自由切线弧高的设计，不能满足车辆快速发展及对悬架少片变截面板簧现代化CAD设计的要求。本专利技术可根据板簧片数，各片板簧的结构参数，额定载荷及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点力进行确定。通过样机试验测试可知，本专利技术所提供的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法是正确的，可得到准确可靠的各片板簧的夹紧端点力的确定值，为根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧自由切线弧高的设计奠定了可靠的技术基础。利用该方法可提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，还可降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。附图说明为了更好地理解本专利技术，下面结合附图做进一步的说明。图1是根部非等厚式抛物线型变截面板簧夹紧端点力的确定流程图；图2是根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的一半对称夹紧结构示意图。具体实施方案下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例一：某根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的宽度b＝60mm，一半跨度LT＝570mm，骑马螺栓夹紧的根部平直段的一半长度L0＝50mm，弹性模量E＝200GPa。板簧片数n＝3，各片板簧的根部平直段的厚度h21＝18mm，h22＝17mm，h23＝17mm。额度载荷PN＝14200N，首片板簧在额定载荷下的许用应力[σ1]＝400MPa。根据板簧片数，各片板簧的结构参数，额定载荷及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对该根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧夹紧端点力进行确定。本专利技术实例所提供的根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，其确定流程如图1所示，具体确定步骤如下：(1)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分等效厚度h2e的计算:根据板簧片数n＝3，各片板簧的根部平直段厚度h21＝18mm，h22＝h23＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，其中，板簧的一半跨度是根部平直段、抛物线段和端部平直段构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，各片板簧的根部平直段的厚度不相等，首片板簧的根部平直段的厚度大于其他各片板簧的根部平直段的厚度，即根部非等厚少片抛物线型变截面板簧；通过各片板簧的各自不同自由切线弧高，确保装配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高和各片板簧的预夹紧应力满足设计要求；装配夹紧后的各片板簧夹紧端点力确定是各片板簧自由切线设计的前提；根据板簧片数，各片板簧的结构参数，额定载荷及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点力进行确定，其特征在于采用以下具体确定步骤：(1)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分等效厚度h2e的计算：根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h2i，i＝1,2,…,n，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分的等效厚度h2e进行计算，即

【技术特征摘要】
1.根部非等厚少片变截面板簧夹紧端点力的确定方法，其中，板簧的一半跨度是根部平直段、抛物线段和端部平直段构成，根部平直段用于骑马螺栓装配夹紧，各片板簧的根部平直段的厚度不相等，首片板簧的根部平直段的厚度大于其他各片板簧的根部平直段的厚度，即根部非等厚少片抛物线型变截面板簧；通过各片板簧的各自不同自由切线弧高，确保装配夹紧后的首片板簧的初始切线弧高和各片板簧的预夹紧应力满足设计要求；装配夹紧后的各片板簧夹紧端点力确定是各片板簧自由切线设计的前提；根据板簧片数，各片板簧的结构参数，额定载荷及首片板簧在额定载荷下的许用应力，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的各片板簧的夹紧端点力进行确定，其特征在于采用以下具体确定步骤：(1)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分等效厚度h2e的计算：根据板簧片数n，各片板簧的根部平直段的厚度h2i，i＝1,2,…,n，对根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的根部重叠部分的等效厚度h2e进行计算，即(2)根部非等厚少片抛物线型变截面板簧的首片板簧根部最大应力σmax1的计算：根据板簧的宽度b，一半跨度LT，根部平直段的一半长度L0，首片板簧的根部平直段的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雷雷，周长城，于曰伟，王凤娟，汪晓，许祥利，朱召辉，梁宇通，李晓晗，毛少坊，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37