非等偏频一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法与流程

技术特征：

1.非等偏频一级渐变刚度板簧的主副簧间隙的设计方法，其中，各片板簧为以中心穿装孔对称的结构，安装夹紧距的一半为骑马螺栓夹紧距的一半；通过主簧和副簧的初始切线弧高及主副簧间隙，确保满足板簧渐变刚度、应力强度和悬架偏频的设计要求，即非等偏频一级渐变刚度板簧；根据各片主簧和副簧的结构参数、弹性模量、主簧夹紧刚度、主副簧复合夹紧刚度、开始接触载荷和完全接触载荷、额定载荷及在额定载荷下剩余切线弧高给定情况下，对非等偏频一级渐变刚度板簧的主副簧间隙进行设计，具体设计步骤如下：

(1)非等偏频一级渐变刚度板簧悬架的渐变夹紧刚度K_kwP的计算：

根据开始接触载荷P_k，完全接触载荷P_w；主簧夹紧刚度K_M，主副簧复合夹紧刚度K_MA，对非等偏频一级渐变刚度弹簧在载荷P∈[P_k,P_w]范围内的渐变夹紧刚度K_kwP进行计算，即

$K_{kwP}=\frac{P}{P_k}{K}_M+\frac{P-P_k}{P_w-P_k}(K_{MA}-\frac{P_w}{P_k}{K}_M),P\∈\[P_k,P_w\];$

(2)非等偏频一级渐变刚度弹簧的主簧初始切线弧高H_gM0确定：

根据主簧夹紧刚度K_M，主副簧的复合夹紧刚度K_MA；开始接触载荷P_k，完全接触载荷P_w，额定载荷P_N，在额定载荷P_N下的剩余切线弧高H_gMsy，及步骤(1)中计算得到的K_kwP，对非等偏频一级渐变刚度弹簧的主簧初始切线弧高H_gM0进行确定，即

$H_{gM0}=\frac{P_k}{K_M}+{\∫}_{P_k}^{P_w}\frac{dP}{K_{kwp}}+\frac{P_N-P_w}{K_{MA}}+H_{gMsy};$

(3)末片主簧在首片副簧长度位置处的曲面高度H_M-Aend计算：

I步骤：基于初始切线弧高的首片主簧等效端点力F_M1e计算

根据非等偏频一级渐变刚度弹簧的宽度b，弹性模量E；首片主簧的厚度h₁，一半夹紧长度L₁，步骤(2)中计算得到的H_gM0，对基于初始切线弧高的首片主簧等效端点力F_M1e进行计算，即

$F_{M1e}=\frac{h_1^3{\mathrm{bEH}}_{gM0}}{4L_1^3};$

II步骤：末片主簧在首片副簧端点位置处的曲面高度H_M-Aend计算

根据非等偏频一级渐变刚度弹簧的宽度b，弹性模量E；首片主簧的厚度h₁，一半夹紧长度L₁；首片副簧的一半夹紧长度L_A1，及I步骤中计算得到的F_M1e，对主簧在首片副簧端点位置处的曲面高度H_M-Aend进行计算，即

$H_{M-Aend}=G_{{\mathrm{ML}}_A}\frac{F_{M1e}}{h_1^3};$

式中，为主簧在对应首片副簧端点位置处的变形系数，

(4)非等偏频一级渐变刚度板簧的副簧初始切线弧高H_gA0确定：

A步骤：首片主簧下表面初始曲率半径R_M0b计算

根据主簧片数n，各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,…,n，首片主簧的一半夹紧长度L₁，步骤(2)中设计得到的H_gM0，对首片主簧下表面初始曲率半径R_M0b进行计算，即

$R_{M0b}=\frac{L_1^2+H_{gM0}^2}{2H_{gM0}}+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_i;$

B步骤：首片副簧上表面初始曲率半径R_A0a计算

根据非等偏频一级渐变刚度弹簧的宽度b，弹性模量E；首片主簧的一半夹紧长度L₁，主簧片数n，各片主簧的厚度h_i，i＝1,2,…,n，开始接触载荷P_k，及A步骤中计算得到的R_M0b，对首片副簧上表面初始曲率半径R_A0a进行计算，即

$R_{A0a}=\frac{R_{M0b}{\mathrm{Ebh}}_{Me}^3}{{\mathrm{Ebh}}_{Me}^3-6R_{M0b}{P}_k{L}_1};$

式中，h_Me为主簧根部重叠部分的等效厚度，

C步骤：副簧初始切线弧高H_gA0确定

根据首片副簧的一半夹紧长度L_A1，B步骤中计算得到的R_A0a，对副簧初始切线弧高H_gA0进行确定，即

$H_{gA0}=R_{A0a}-\sqrt{R_{A0a}^2-L_{A1}^2};$

(5)非等偏频一级渐变刚度弹簧的主副簧渐变间隙δ_MA设计：

根据步骤(3)中计算得到的H_M-Aend，及步骤(4)中确定得到的H_gA0，对非等偏频一级渐变刚度弹簧的主副簧间隙δ_MA进行设计，即

δ_MA＝H_M-Aend-H_gA0。