61] 根据少片根部加强型变截面主黃的一半长度LM = SOOmm,宽度b = 60mm，斜线段长 度A 1 = 30mm，弹性模量E = 200GPa，主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = 51 Omm，主 黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm，主黃斜线段的厚度比TM=O.92，主黃片数m =2,其中，第2片主黃的抛物线段的厚度比02 = 0.55，副黃触点与主黃端点的水平距离Io = 60mm，对端点受力情况下的第2片主黃在端部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-DE进行 计算，即
[0062] - 'M.、' iVl
[0063] (3)主副黃接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主黃的端点变形系数 Gx-ez2计算:根据少片根部加强型变截面钢板弹黃主黃的一半长度Lm=600mm，宽度b = 60mm， 斜线段长度Al = 30mm，弹性模量E = 200G化，主黃抛物线段的根部到主黃端点的距离l2Mp = 510mm，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm，主黃斜线段的厚度比丫 M = O.92， 主黃片数m = 2,其中，第2片主黃的抛物线段的厚度比(62 = 0.55，副黃触点与主黃端点的水 平距离lo = 60mm，对主副黃接触点受力情况下的第2片主黃的端点变形系数Gx-ez2进行计算， 即
[0064]
[0065] (4)主副黃接触点受力情况下的第m片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-DEz计算：
[0066] 根据少片根部加强型变截面钢板弹黃主黃的一半长度Lm= 600mm，宽度b = 60mm， 安装间距的一半l3 = 60mm，斜线段长度Al = 30mm，弹性模量E = 200G化，主黃抛物线段的根 部到主黃端点的距离l2Mp = 510mm，主黃斜线段的根部到主黃端点的距离l2M=540mm，主黃斜 线段的厚度比丫M = O.92,主黃片数m=2,其中，第2片主黃的抛物线段的厚度比02 = 0.55， 副黃触点与主黃端点的水平距离l〇 = 60mm，对主副黃接触点受力情况下的第2片主黃在端 部平直段与副黃接触点处的变形系数Gx-DEz进行计算，即
[00671
[
[0069] (5)端点受力情况下的n片根部加强型变截面叠加副黃的总端点变形系数Gx-EAT计 算：
[0070] 根据少片根部加强型变截面副黃的一半长度LA = 540mm，宽度b = 60mm，斜线段长 度Al = 30mm，弹性模量E = 200G化，畐騰抛物线段的根部到副黃端点的距离124。= 45〇111111，畐山 黃斜线段的根部到副黃端点的距离l2A = 480mm，副黃斜线段的厚度比T A=O.92,副黃抛物 线段的厚度比Pa = O . 67，副黃片数n= 1，对n片叠加副黃的总端点变形系数Gx-EAT进行计算， 即
[0071]
[0072] (6)端部接触式少片根部加强型变截面副黃的根部平直段厚度Im设计：
[0073] 根据主副黃的复合刚度设计要求值KMAT = 83.30N/mm，主黃片数m = 2,各片主黃的 根部平直段的厚度h2M = 12mm，步骤（1)中计算得到的Gx-Ei = 128.94mm4/N和Gx-e2 = 134.42mm^/N，步骤（2)中计算得到的Gx-DE=107.63mm^/N，步骤（3)中计算得到的Gx-Ez2 = 10 7.6 3mm4/N，步骤(4)中计算得到的Gx-DEz = 8 8.3 Smm^N，及步骤(5)中计算得到的Gx-EAT = 88.72mm4/N，对该端部接触式少片根部加强型变截面主副黃的副黃根部平直段的厚度h2A进 行设计，即
[0074]
[0075] 利用ANSYS有限元仿真软件，根据该端部接触式少片根部加强型变截面主副黃的 结构参数和材料特性参数，及设计所得到的副黃根部厚度h2A=13mm，建立一半对称结构主 副黃的ANSYS仿真模型，划分网格，设置副黃触点与主黃接触，并在仿真模型的根部施加固 定约束，在主副黃端点施加集中载荷F=1640N，对该端部接触式少片根部加强型变截面主 副黃的变形进行ANSYS仿真，所得到的主副黃的ANSYS变形仿真云图，如图4所示;其中，主副 黃在端点位置处的最大变形量fDSmax = 39.23mm，可知，该主副黃复合刚度的仿真验证值Kmat = 2F/fDSmax = 83.61N/mm。
[0076] 可知，该主副黃的复合刚度仿真验证值Kmat = 83.61 N/mm，与设计要求值Kmat = 83.30N/mm相吻合，相对偏差仅为0.37 % ;结果表明该发明所提供的端部接触式少片根部加 强型副黃根部厚度的设计方法是正确的，副黃根部平直段的厚度设计值是准确、可靠的。
【主权项】
1.端部接触式少片根部加强型副簧根部厚度的设计方法，其中，少片根部加强型变截 面主副钢板弹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 的，其中，斜线段对弹簧根部起加强作用;各片主簧的端部平直段非同构，即第1片主簧的端 部平直段的厚度和长度，大于其他各片主簧的端部平直段的厚度和长度；副簧长度小于主 簧长度，当载荷大于副簧起作用载荷时，副簧触点与主簧端部平直段内某点相接触，主副簧 一起工作以满足复合刚度设计要求;在各片主簧的结构参数、副簧长度、弹性模量及主副簧 复合刚度设计要求值给定情况下，对端部接触式少片根部加强型主副簧的副簧根部平直段 厚度进行设计，具体设计步骤如下： (1) 端点受力情况下的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Lm，宽度b，斜线段长度Δ1，弹性模量E，主 簧抛物线段的根部到主簧端点的距离laiP，主簧斜线段的根部到主簧端点的距离12M，主簧斜 线段的厚度比γ Μ，主簧片数m，其中，第i片主簧的抛物线段的厚度比队，1 = 1，2, ···，!!!，对端 点受力情况下的各片主簧的端点变形系数Gx-^进行计算，即(2) 端点受力情况下的第m片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-de计算： 根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，斜线段长度Δ1，弹性模量E，主 簧抛物线段的根部到主弹簧端点的距离12MP，主簧斜线段的根部到主簧端点的距离12M，主簧 斜线段的厚度比γ Μ，主簧片数m，其中，第m片主簧的抛物线段的厚度比K，副簧触点与主簧 端点的水平距离1〇,对端点受力情况下的第m片主簧在端部平直段与副簧接触点处的变形 系数G X-DE进行计算，SP(3) 主副簧接触点受力情况下的第m片根部加强型变截面主簧的端点变形系数Gx-EzJ+ 算:根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，斜线段长度△ 1，弹性模量E，主 簧抛物线段的根部到主簧端点的距离laiP，主簧斜线段的根部到主簧端点的距离1 2M，主簧斜 线段的厚度比γΜ，主簧片数m，其中，第m片主簧的抛物线段的厚度比h，副簧触点与主簧端 点的水平距离1〇,对主副簧接触点处受力情况下的第m片主簧的端点变形系数G x-Ezm进行计 算，即(4) 主副簧接触点受力情况下的第m片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- DEz计算： 根据少片根部加强型变截面主簧的一半长度Lm，宽度b，斜线段长度Δ1，弹性模量E，主 簧抛物线段的根部到主簧端点的距离laiP，主簧斜线段的根部到主簧端点的距离12M，主簧斜 线段的厚度比γ Μ，主簧片数m，其中，第m片主簧的抛物线段的厚度比h，副簧触点与主簧端 点的水平距离1〇,对主副簧接触点受力情况下的第m片主簧在端部平直段与副簧接触点处 的变形系数G x-DEz进行计算，BP(5) 端点受力情况下的η片根部加强型变截面叠加副簧的总端点变形系数GX-EAT计算： 根据少片根部加强型变截面副簧的一半长度La，宽度b，斜线段长度Δ1，弹性模量E，副 簧抛物线段的根部到副簧端点的距离12AP，副簧斜线段的根部到副簧端点的距离12A3,副簧 斜线段的厚度比γ Α，副簧片数n，其中，各片副簧的抛物线段的厚度比βΑ，对η片叠加副簧的 的总端点变形系数G x-ΕΑΤ进行计算，即(6) 端部接触式少片根部加强型变截面副簧的根部平直段厚度h2A设计： 根据主副簧的复合刚度设计要求值KMAT，主簧片数m，各片主簧的根部平直段的厚度h2M， 步骤⑴中计算得到的Gx-El，步骤(2)中计算得到的GX-DE，步骤(3)中计算得到的G x-Ezm，步骤 (4)中计算得到的Gx-DEz，及步骤(5)中计算得到的G X-EAT，对该端部接触式少片根部加强型变 截面主副簧的副簧根部平直段的厚度h2A进行设计，即
【专利摘要】本发明涉及端部接触式少片根部加强型副簧根部厚度的设计方法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据各片主簧的结构参数、副簧长度和片数、副簧斜线段的厚度比及抛物线段的厚度比、弹性模量、主副簧复合刚度设计要求值，对端部接触式少片根部加强型副簧根部厚度进行设计。通过实例及仿真验证可知，该发明所提供的端部接触式少片根部加强型副簧根部厚度的设计方法是正确的，可得到准确可靠的副簧根部厚度设计值，为端部接触式少片根部加强型主副簧设计提供了可靠的设计方法，利用该方法可提高端部接触式少片根部加强型变截面主副簧的设计水平、产品质量和性能及车辆行驶平顺性；同时，还可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】CN105718706
【申请号】CN201610268663
【发明人】周长城, 汪晓, 王凤娟, 邵明磊, 于曰伟, 刘灿昌, 赵雷雷
【申请人】山东理工大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年4月27日