纵置FRP板簧本体及其总成结构的制作方法

文档序号:14483616阅读:229来源:国知局
纵置FRP板簧本体及其总成结构的制作方法

本发明属于汽车悬架领域,特别是纵置frp板簧本体及其总成结构。



背景技术:

钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力,必须设置附加的导向传力装置,使结构复杂、质量加大,所以只在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩,具有导向功能,并且结构简单,故在汽车上得到广泛应用,现代纵置钢板弹簧主要型式如图1所示。

现有技术钢板弹簧3'的中部要两个u形螺栓4'固定在车轴5',前端通过钢板弹簧3'自身的前卷耳31'和前支架2'固定在车身1'(车架)上;后端通过钢板弹簧3'自身的后卷耳32'、吊耳6和后支架7固定在车身1'(车架)上,如图2所示。

现有钢板弹簧3'由多片组成,单片本体的宽度不变,厚度有等截面和变截面两种,变截面又分线性变截面和抛物线变截面,由于抛物线变截面各处应力相等,变截面板簧多采用抛物线变截面。

随着科技发展,复合材料板簧逐步用于汽车悬架弹簧元件。复合材料比强度比模量高、具有良好的耐疲劳性能、阻尼减振性能和耐腐蚀性能,因此,使用复合做弹性元件,可大幅提高车辆的平顺性和舒适性,而质量仅是钢板弹簧的1/4左右,不仅有效地提高了燃油效力,还降低了簧下质量,减小簧下振动,同时寿命大幅提高,在整车寿命范围内无需更换弹性元件,整车使用和维修成本相对较低。

复合材料种类很多,一般由增强材料和基体材料组成,比如钢筋混泥土也是复合材料,混泥土是基体,钢筋是增强材料。现有汽车技术复合材料板簧所用的复合材料是纤维增强塑料,英文是fibre-reinforcedplastic,简称frp,板簧的增强材料主要是玻璃纤维,也有碳纤维,或玻璃纤维和碳纤维组成纤维束,基体材料为环氧树脂等材料,因此,把复合材料板簧称之为frp板簧更为科学。

frp板簧的特点和传统的金属材料相比,最大特点就是比强度高、比模量高,耐温性好、抗冲击性好、可设计性强、减重70%以上、安全断裂等优点。现在国外不少已在量产车上使用frp板簧,国内外很多汽车厂家都在开发frp板簧。

奔驰sprinter轻客的前悬架采用橫置frp板簧,安装时采用4点软固定,在使用范围内,各处截面相等,且截面厚度和宽度也不变,保证frp板簧中纤维的布置均匀性且无间断,大幅提高悬架的可靠性,平顺性也非常好,且便于成型加工。

如果想用frp板簧替代现有的纵置钢板弹簧,就必须像钢板弹簧一样中部固定到车轴上,两端连接到车身上。但是,由于很难在纵置frp板簧本体两端做出卷耳,因此必须做出类似卷耳的构件,将纵置frp板簧两端连接到车身上;纵置frp板簧的中部要通过u形螺栓固定在车轴上,由于弯矩的作用,纵置frp板簧在u形螺栓处的应力最大,在u形螺栓外侧很容易出现纤维断裂的现象。

现有frp板簧成型工艺主要有连续纤维缠绕(filamentwinding)工艺、模压(compressingmolding)工艺、拉挤工艺(pultrusionmolding)。纤维缠绕法可利用计算机控制缠绕参数和工艺,充分发挥缠绕纤维的强度,产品耐疲劳性能好,可靠性高,成本较低,但缠绕模具结构复杂,对设备的需求高。现在大多厂家研发的frp板簧都采用模压工艺,精度相对于其他工艺高,产品成型后,表面光滑,不需要进行二次加工,压工艺能够成型结构复杂的构件,因为是一次性成型,批量生产时价格较低。但是模压工艺的产品耐疲劳差,保温生产时间较长不适合批量生产。拉挤工艺简单,产品生产效率高,可以进行连续成型,产品的性能稳定性好,重复性好。但产品形状单一,横向强度低,很少有厂家采用。

现有技术纵置frp板簧的可靠性虽然寿命略大于钢板弹簧,但是由于纵置frp板簧成本较高,其使用成本当然也比较高,很难让用户接受,大多厂家只是处于研究阶段。同时,现有技术纵置frp板簧都是单片板簧,一个刚度,很难满足载荷变化大、需要不同刚度的车辆的需要。因此,只有改进纵置frp板簧本体及其总成的结构,大幅提高其寿命,加上现有frp板簧的优点,才能被广大用户接受。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种质量轻、疲劳寿命长、安全可靠的纵置frp板簧本体。

本发明的另一目的是提供纵置frp板簧总成结构,便于纵置frp板簧本体的固定和连接,并替代现有技术的各种形式的钢板弹簧。

本发明是通过以下技术方案实现的:

纵置frp板簧本体是以纤维为增强材料、以树脂为基体材料的截面为矩形的长条形复合材料实体。

在宽度方向相对对称面左右对称,所述对称面和纵置frp板簧本体的厚度中面的交线在中部和端部为直线,在中部和端部之间为圆弧。

两端至中部的任意一处垂直于交线的截面为矩形,矩形截面积都相等,使纵置frp板簧本体内增强纤维从本体一端到另一端保持连续性和均匀性,从而保证纵置frp板簧本体性能均匀性,并改进材料增强纤维与基体微观面的结合,大幅提高纵置frp板簧本体的可靠性。

厚度中面的中部和两端为平面,中部和两端之间为圆弧面,矩形截面上、下两边到厚度中面距离相等;从中部的固定段到两端各有依次为性能段、收缩段、板端段,安装后所述固定段被u形螺栓固定在车轴上,所述板端段受到力的作用,从所述固定段两侧到所述板端段的厚度满足以下厚度公式:

其中,ℎ为所述纵置frp板簧本体的厚度、□为截面积、[□]为frp板簧材料的许用弯曲应力、□□□□为作用在板端的最大作用力、□为最大作用力□□□□的作用点到所述frp板簧本体上任意点的距离。

所述固定段为截面积相等的矩形,厚度ℎ1和宽度□1不变,长度略大于两个u形螺栓外侧距离,根据所述厚度公式,厚度ℎ1最大。

所述性能段为截面积相等的矩形,根据所述厚度公式,从中部往端部方向厚度递减逐渐减小直至最小厚度ℎ2,使所述纵置frp板簧本体所受的应力均匀,宽度逐渐增大直至最大宽度□2。

所述板端段分布复数过孔,过孔中心垂直于上、下平面,所述板端段为厚度ℎ3和宽度□3不变、外形截面相等的矩形,所述过孔中心处实际截面积远小于截面积□,且增强纤维被切断,为保证所述板端段的强度,增大厚度ℎ3,减小宽度□3,同时宽度变窄便于板端的安装。

所述收缩段为截面积相等的矩形,从所述性能段的最小厚度ℎ2往端部方向厚度逐渐增大直至板端段厚度ℎ3,宽度逐渐减小直至所述板端段宽度□3。

所述纵置frp板簧本体的厚度和宽度特征是:ℎ1×□1=ℎ2×□2=ℎ3×□3=□,ℎ1>ℎ3>ℎ2。

所述纵置frp板簧本体的刚度□与厚度ℎ2成正比,调整所述纵置frp板簧本体的厚度,使所述纵置frp板簧本体满足悬架的刚度要求和所述厚度公式,确定最终厚度ℎ1、ℎ2、ℎ3。

所述固定段的宽度最窄,在u形螺栓固定所述固定段后,所述纵置frp板簧本体在车辆制动或启动时不会前后窜动。

在所述固定端到所述性能段之间、所述性能段到所述收缩段之间、所述收缩段到所述板端段之间的外表面为圆弧等曲面光滑过渡,在矩形截面的非分模面侧有圆角。

所述纵置frp板簧总成包括纵置frp板簧本体、上盖板、下托板、胶垫、端耳。

所述上盖板相对中心面对称,两侧各有一个凹口,中部有一个定位销,所述定位销用于板簧安装时与车桥的位置定位。

所述下托板相对中心面对称,两侧各有一个凸板,中部有一个定位销,所述定位销用于板簧安装时与车桥的位置定位。

所述胶垫为长方形,中间有圆形沉孔。

所述端耳由两个平面段和一个圆环段组成,两个所述平面段上的平面相互平行而且四周对齐,两个所述平面段上分别有复数个螺栓过孔,上、下所述平面段的螺栓过孔对应位置同心;所述圆环段的内圆柱面用于安装板簧衬套。

由所述纵置frp板簧本体、上盖板、下托板、胶垫、端耳形成三种frp板簧总成的结构型式:纵置frp单片板簧总成、上置式纵置主副簧总成、下置式纵置主副簧总成。

所述纵置frp单片板簧总成有一个所述纵置frp板簧本体,在所述纵置frp单片板簧总成中部从上至下依此为上盖板、胶垫、纵置frp板簧本体、胶垫和下托板,在所述上盖板、胶垫、纵置frp板簧本体、胶垫和下托板的接触面之间涂有胶水,使接触面粘接在一起。

所述下托板上的凸板插入所述上盖板的凹口,当用u形螺栓和螺母将所述纵置frp主副簧总成固定在车轴上后,所述上盖板与所述下托板之间有2mm间隙;所述上盖板的定位销与所述下托板的定位销同轴线。

所述端耳上、下两个所述平面段分别有复数个螺栓过孔,并与所述纵置frp板簧本体两端的过孔的排列、数量和直径相同;两个所述端耳分别安装于所述纵置frp板簧本体的两端,在其接触面用胶水粘接,并用复数个螺栓螺母通过其过孔拧紧固定。

所述frp主簧前端的所述端耳通过衬套固定在车身上的前支架上;所述frp主簧的后端上的所述端耳通过衬套、吊耳连接在车身上的后支架上。

所述上置式纵置frp主副簧总成有二个所述纵置frp板簧本体,一个作为主簧的纵置frp板簧本体叫做上置式frp主簧,另一个作为副簧的纵置frp板簧本体叫做上置式frp副簧,所述上置式frp主簧和上置式frp副簧上的所述固定段的长度相同,所述性能段、收缩段、板端段的长度不同。

所述上置式纵置frp主副簧总成的中部从上至下依此为上盖板、胶垫、上置式frp副簧、隔板、上置式frp主簧、胶垫和下托板,在所述上盖板、胶垫、上置式frp副簧、隔板、上置式frp主簧、胶垫和下托板的接触面之间涂有胶水,使接触面粘接在一起。

所述下托板上的凸板插入所述上盖板的凹口,当用u形螺栓和螺母将所述纵置frp主副簧总成固定在车轴上后,所述上盖板与所述下托板之间有2mm间隙;所述上盖板的定位销与所述下托板的定位销同轴线。

所述上置式frp主簧的两端装有所述端耳,所述端耳的安装方法与所述纵置frp单片板簧总成的端耳的安装方法相同。

所述上置式frp副簧的两端装有耐磨板。

所述下置式纵置frp主副簧总成有二个所述纵置frp板簧本体,一个作为主簧的纵置frp板簧本体叫做下置式frp主簧,另一个作为副簧的纵置frp板簧本体叫做下置式frp副簧,所述下置式frp主簧和下置式frp副簧上的所述固定段的长度相同,所述性能段、收缩段、板端段的长度不同。

所述下置式纵置frp主副簧总成的中部从上至下依此为上盖板、胶垫、下置式frp主簧、下置式frp副簧、胶垫和下托板,在所述上盖板、胶垫、下置式frp主簧、下置式frp副簧、胶垫和下托板的接触面之间涂有胶水,使接触面粘接在一起。

所述下托板上的凸板插入所述上盖板的凹口,当用u形螺栓和螺母将所述纵置frp主副簧总成固定在车轴上后,所述上盖板与所述下托板之间有2mm间隙;所述上盖板的定位销与所述下托板的定位销同轴线。

所述下置式frp主簧的两端装有所述端耳,所述端耳的安装方法与所述纵置frp单片板簧总成的端耳的安装方法相同。

所述下置式纵置frp主副簧总成随着负荷的增大,从中部向两侧下置式frp主簧与下置式frp副簧逐渐接触,接触处镶有耐磨材料。

由两个平面段和一个圆环段组成所述端耳有整体式和分体式,整体式中有冲压成形、铸造成形、锻造成形;分体式中各部件有冲压成形、铸造成形、锻造成形,以满足所述frp板簧总成不同受力、不同安装形式的需要。

延伸所述纵置frp板簧本体的所述板端段,由延伸部分弯曲形成所述圆环段,所述frp板簧本体与所述端耳形成一体。

在满足所述厚度公式的前提下,通过调整刚度和弧高,所述纵置frp板簧本体及其总成结构可替代现有技术的各种形式的的纵置钢板弹簧。

本发明的有益效果是:

上述技术方案中的纵置frp板簧总成中,纵置frp板簧本体由质量很轻的纤维增强塑料形成,重量只有刚度相当的钢板弹簧的1/5左右,大幅减小悬架的重量;截面积都相等,使frp板簧本体内增强纤维从本体一端到另一端保持连续性和均匀性,从而保证frp板簧本体性能均匀性,并改进材料增强纤维与基体微观面的结合,大幅提高frp板簧本体的可靠性,台架可靠性试验达到100万次以上,是现有技术的钢板弹簧寿命的10倍以上,大幅节约板簧悬架的使用成本;纤维增强塑料的阻尼性能高于传统金属,同时增强材料与基体之间的微观界面吸震性良好,使得frp板簧本体具有良好的减振性能;frp板簧本体中纤维含量成千上万,部分纤维断裂后,应力会分散于其他纤维,不会马上断裂,只是刚度逐渐减小,frp板簧的安全性能好于传统的钢板弹簧,具有“安全断裂性”好的优点。

纵置frp板簧总成的固定段的上面与上盖板之间、frp主簧和frp副簧之间、纵置frp板簧总成的固定段的下面与下托板之间分别装有胶垫,胶垫上下两侧涂有胶水,使接触面粘接在一起,在中部使上盖板、frp主簧、frp副簧、下托板、胶垫形成一体,使frp板簧本体所承受的各向受力,柔软地转移到刚性的上盖板和下托板上,减小frp板簧本体受到弯曲力和剪切力,另外增大板端段的厚度减小应力,从而延长纵置frp板簧总成的疲劳寿命并提高纵置frp板簧总成的安全性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为现有技术钢板弹簧;

图2为现有技术钢板弹簧的安装示意图;

图3为frp板簧本体示意图;

图4为frp板簧本体主视图;

图5为图4的俯视图;

图6为图5的n1-n1、n2-n2、n3-n3处的剖面图;

图7为frp单片板簧总成的示意图;

图8为frp单片板簧总成的主视图;

图9为图8的俯视图;

图10为图8的a-a剖视图;

图11为图8的b-b剖视图;

图12为图8的c-c剖视图;

图13为图10的i处放大图;

图14为图10的ii处放大图;

图15为上置式frp主副簧总成的示意图;

图16为上置式frp主副簧总成的主视图;

图17为图16的d-d剖视图;

图18为图17的iii处放大图;

图19为图17的iv处放大图;

图20为下置式frp主副簧总成的示意图;

图21为下置式frp主副簧总成的示意图;

图22为图21的e-e剖视图;

图23为图22的v处放大图;

图24为一种整体式端耳结构示意图;

图25为一种分体体式端耳结构示意图;

图26为与frp板簧本体一体的端耳的示意图;

图27为frp板簧替代现有钢板弹簧示意图;

图28为板簧受力示意图。

附图标记说明

1'车身,2'前支架,3'钢板弹簧,31'前卷耳,32'后卷耳,4'u形螺栓,5'车轴,6'吊耳,7'后支架,1frp板簧本体,11固定段,12性能段,13过渡段,14板端段,15过孔,2端耳,21锻压端耳,201上耳,202下底板,3前衬套,4上盖板,41上定位销,42凹口,5下托板,51下定位销,52凸板,6后衬套,7胶垫,8上置式frp副簧,81端部斜面,9耐磨板,10上置式frp主簧,11隔板,12下垫片,13下置式frp主簧,14下置式frp副簧。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本发明提供纵置frp板簧本体及其总成结构,如图3至图25所示,包括纵置frp板簧本体1、端耳2、前衬套3、上盖板4、后衬套6、胶垫7、上置式frp副簧8、耐磨板9、上置式frp主簧10、隔板11、下垫片12、下置式frp主簧13、下置式frp副簧14等。

纵置frp板簧本体1是以长纤维为增强材料、以树脂为基体材料的截面为矩形的长条形复合材料实体,采用连续纤维缠绕和模压等方法完成。

连续纤维缠绕工艺是利用计算机控制缠绕参数和连续纤维的走向,使复数根连续纤维以一定的张力、变化的线距缠绕到滚动的frp板簧模具中,缠绕完毕切断纤维模压成型。从3、图4、图5、图6清晰可见,成型后的纵置frp板簧本体1在宽度方向相对对称面左右对称,对称面和纵置frp板簧本体1的厚度中面的交线在中部和端部为直线,在中部和端部之间为圆弧;两端至中部的任意一处垂直于交线的截面为矩形,矩形截面积都相等,使纵置frp板簧本体1内增强纤维从本体一端到另一端保持连续性和均匀性,从而保证纵置frp板簧本体1性能均匀性,并改进材料增强纤维与基体微观面的结合,充分发挥缠绕纤维的强度,大幅提高纵置frp板簧本体1的可靠性。

从图5、图6可见,厚度中面的中部和两端为平面,中部和两端之间为圆弧面,矩形截面上、下两边到厚度中面距离相等;从中部的固定段11到两端各有依次为性能段12、收缩段13、板端段14,安装后固定段11被u形螺栓固定在车轴上,板端段14受到力的作用,从所述固定段11两侧到所述板端段14的厚度满足以下厚度公式:

其中,ℎ为frp板簧本体1的厚度、□为截面积、[□]为frp板簧材料的许用弯曲应力、□□□□为作用在板端的最大作用力、□为最大作用力□□□□的作用点到frp板簧板体1力的作用力侧任意点的距离。

从3、图4、图5、图6还清晰可见,固定段11为截面积相等的矩形,厚度ℎ1和宽度□1不变,长度略大于两个u形螺栓外侧距离,根据所述厚度公式,厚度ℎ1最大;性能段12为截面积相等的矩形,根据所述厚度公式,从中部往端部方向厚度递减逐渐减小直至最小厚度ℎ2,使所述纵置frp板簧本体所受的应力均匀,宽度逐渐增大直至最大宽度□2;板端段14为厚度ℎ3和宽度□3不变、外形截面相等的矩形,宽度小便于板端的安装;收缩段13为截面积相等的矩形,从性能段12的最小厚度ℎ2往端部方向厚度逐渐增大直至板端段厚度ℎ3,宽度逐渐减小直至所述板端段宽度□3,即,纵置frp板簧本体1成型后的长度和宽度特征是:ℎ1×□1=ℎ2×□2=ℎ3×□3=□,ℎ1>ℎ3>ℎ2。

纵置frp板簧本体1的刚度□与厚度ℎ2成正比,调整纵置frp板簧本体1的厚度,使纵置frp板簧本体1满足悬架的刚度要求和所述厚度公式,最终确定厚度ℎ1、ℎ2、ℎ3。固定段11的宽度最窄,在u形螺栓固定固定段11后,纵置frp板簧本体1在车辆制动或启动时不会前后窜动。

从3、图4、图5、图6还可见,在固定端11到性能段12之间、性能段12到收缩段13之间、收缩段13到板端段14之间的外表面为圆弧等曲面光滑过渡,在矩形截面的非分模面侧有圆角。

纵置frp板簧本体1成型后在两端各打4个均布的过孔15,用于两端的连接,过孔15的中心垂直于板端段14的上、下平面。

如图7、图8、图9、图10、图13、图15、图16、图17、图18、图20、图21、图22、图23所示,上盖板4相对中心面对称,两侧各有一个凹口42,上盖板4中部有一个孔,定位销41由两个直径大小不同的圆柱体组成,从内测将定位销41的直径小端过盈压入孔内,用于板簧安装时与车桥的位置定位;下托板5相对中心面对称,两侧各有一个凸板52,中部有一个有一个孔,定位销51由两个直径大小不同的圆柱体组成,从内测将定位销51过盈压入孔内,用于板簧安装时与车桥的位置定位。

如图13、图18、图23所示,胶垫为长方形,中间有圆形沉孔,用于避开定位销41和定位销51。如图18所示,隔板11中部无沉孔。

如图7、图8、图9、图10、图15、图16、图17、图20、图21、图22所示,图14更清晰可见,端耳2由冲压成形而成,由两个平面段21和一个圆环段22组成,两个平面段上的平面相互平行而且四周对齐,两个所述平面段上分别有4个螺栓过孔23,上、下平面段的螺栓过孔对应位置同心;圆环段22的内圆柱面用于安装板簧衬套,当端耳2安装于纵置frp板簧本体1的两端后相当于3'钢板弹簧,31'前卷耳,32'后卷耳的作用,如图2、图11、图12所示。

先将2个端耳2分别安装于纵置frp板簧本体1的两端,在其接触面用胶水粘接,将4个螺栓穿过端耳2上的螺栓过孔23和板端14上的过孔15,并用螺母拧紧固定,然后从上至下依此将上盖板4、胶垫7、纵置frp板簧本体1、胶垫7和下托板5装在一起,下托板5上的凸板52插入所述上盖板4的凹口42内,上盖板4、胶垫7、纵置frp板簧本体1、胶垫7和下托板5的接触面之间涂有胶水,加力使接触面粘接在一起,最后在两端的端耳1的圆环段22内分别装上前衬套3和后衬套6,完成纵置frp单片簧总成的安装,如图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14所示。

如图15、图16、图17、图18、图19所示,上置式纵置frp主副簧总成有二个所述纵置frp板簧本体,一个作为主簧的纵置frp板簧本体叫做上置式frp主簧10,另一个作为副簧的纵置frp板簧本体叫做上置式frp副簧8,上置式frp主簧10和上置式frp副簧8上的固定段11的长度相同,性能段12、收缩段13、板端段14的长度不同。

与纵置frp单片簧总成的安装相同,先将2个端耳2分别安装于上置式frp主簧10的两端,在其接触面用胶水粘接,将4个螺栓穿过端耳2上的螺栓过孔23和板端14上的过孔15,并用螺母拧紧固定,然后用螺栓螺母将2个耐磨板9和2个下垫片12固定在上置式frp副簧8的两端,再从上至下依此将上盖板4、胶垫7、上置式frp副簧8、隔板11、上置式frp主簧10、胶垫7和下托板5装在一起,下托板5上的凸板52插入所述上盖板4的凹口42内,上盖板4、胶垫7、上置式frp副簧8、隔板11、上置式frp主簧10、胶垫7和下托板5的接触面之间涂有胶水,加力使接触面粘接在一起,最后在上置式frp主簧10两端的端耳1的圆环段22内分别装上前衬套3和后衬套6,完成上置式纵置frp主副簧总成的安装,另外,为优化上置式frp副簧8的端部受力,在两端分别增加端部斜面81,如图14、图15、图16、图17、图18所示。

如图20、图21、图22、图23所示,下置式纵置frp主副簧总成有二个所述纵置frp板簧本体,一个作为主簧的纵置frp板簧本体叫做下置式frp主簧13,另一个作为副簧的纵置frp板簧本体叫做下置式frp副簧14,下置式frp主簧13和下置式frp副簧14上的固定段11的长度相同,性能段12、收缩段13、板端段14的长度不同。

与纵置frp单片簧总成的安装相同,先将2个端耳2分别安装于下置式frp主簧13的两端,在其接触面用胶水粘接,将4个螺栓穿过端耳2上的螺栓过孔23和板端14上的过孔15,并用螺母拧紧固定,然后从上至下依此将上盖板4、胶垫7、下置式frp主簧13、下置式frp副簧14、胶垫7和下托板5装在一起,下托板5上的凸板52插入所述上盖板4的凹口42内,上盖板4、胶垫7、下置式frp主簧13、下置式frp副簧14、胶垫7和下托板5的接触面之间涂有胶水,加力使接触面粘接在一起,最后在下置式frp主簧13两端的端耳1的圆环段22内分别装上前衬套3和后衬套6,完成下置式纵置frp主副簧总成的安装,如图20、图21、图22、图23所示。

纵置frp板簧总成的前端的端耳2通过前衬套3固定在车身上的前支架上;后端上的端耳2通过后衬套6、吊耳连接在车身上的后支架上。

本发明上述的端耳2是冲压件,为满足所述frp板簧总成不同受力、不同安装形式的需要可使用铸件、锻件,如图24所示;也可使用分体式端耳,如图25所示,端耳2由上耳201,下底板202组合而成。

可延伸所述frp板簧本体的所述板端段,由延伸部分弯曲形成端耳2的圆环段22,使纵置frp板簧本体1与端耳2形成一体,如图26所示。

在满足所述厚度公式的前提下,通过调整刚度和弧高,纵置frp板簧本体及其总成结构可替代现有技术的各种形式的的纵置钢板弹簧,如图27所示。

本实施例中的纵置frp板簧本体的设计思路如下:

板簧在使用过程中从u形螺栓固定处到板端力的作用点可简化成图28所示的悬臂梁结构,根据材料力学原理,当板端受到最大作用力□□□□的作用时,距作用点距离为□的任意一点所受到弯曲应力为:

由于纵置frp板簧本体1必须保持各处截面积不变,根据上式,要保证任意一点的强度,纵置frp板簧本体1的厚度必须满足公式(1),即前述的厚度公式:

其中,□为弯矩,□为截面系数,ℎ为纵置frp板簧本体1的厚度、□为截面积、[□]为frp板簧材料的许用弯曲应力、□□□□为作用在板端的最大作用力、□为最大作用力□□□□的作用点到纵置frp板簧板体1任意点的距离。

对一个具体使用的纵置frp板簧总成来说,[□]、□□□□、□是常数,由公式(1)可知,板端应力最小,中部u形螺栓固定处应力最大,要使板簧各处应力相等均匀,根据公式(1)在应力大处增加板簧的厚度,反之,在应力小处减小板簧厚度。

同样,根据材料力学原理,最大作用力□□□□的作用点的挠度为:

其中,□为材料的弹性模量,□为惯性矩,□为纵置frp板簧本体1的长度。

对一个长度一定的纵置frp板簧本体1,弹簧刚度□与ℎ2成正比,所以,增加板簧厚度,可很快增大弹簧刚度□。

在保持截面积不变的同时,调整板簧各处的厚度,并同时满足公式(1)、公式(2),确定纵置frp板簧本体1的固定处11的厚度ℎ1、最宽处厚度ℎ2和板端厚度ℎ3,使纵置frp板簧本体1各处应力相对均匀,且柔性好。

虽然本发明是根据上述实施例进行详细描述的,但本发明的保护范围并不被限定于上述实施例,而只受权利要求的限定,本领域普通技术人员能够很容易地对上述实施例进行多种变化、修改、替换和变形,但并不离开本发明的保护范围。

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