技术领域本发明涉及车辆悬架钢板弹簧，特别是端部接触式少片斜线型主副簧各片强度的校核方法。
背景技术：
少片变截面钢板弹簧与多片叠加钢板弹簧相比，具体节省材料、减轻簧下质量、提高车辆平顺性和运输效率等优点，因此，引起了国内外车辆专家的高度重视，并且在国外已进行了广泛的推广和应用。对于少片变截面钢板弹簧，为了满足变刚度的要求，通常将其设计为主副簧，并通过主副簧间隙，确保在大于副簧起作用载荷之后，主副簧接触而一起工作，满足车辆悬架在不同载荷情况下对钢板弹簧刚度和应力强度的设计要求。由于第1片主簧的受力复杂，不仅承受垂向载荷，同时还承受扭转载荷和纵向载荷，因此，实际所设计的第1片主簧的端部平直段的厚度，通常比其他各片主簧的大，即在实际设计和生产中，大都采用端部非等构的少片变截面钢板弹簧。少片变截面钢板弹簧主要有两种类型，一种是抛物线型，另外一种是斜线型，其中，抛物线型的应力为等应力，其所受应力比斜线型的更加合理。然而，由于抛物线型变截面的加工工艺复杂，需要复杂、昂贵的加工设备，而斜线型的加工工艺简单，只需要简单的设备便可加工，因此，在满足刚度和应力强度设计要求前提下，可采用斜线型的变截面钢板弹簧。对于少片斜线型变截面主副簧，可采用不同的副簧长度以满足不同复合刚度和应力强度的设计要求，因此，根据副簧的长度不同即主副的不同接触位置，可将少片斜线型变截面主副簧分为端部接触式和非端部接触式两种。少片斜线型变截面主副簧的复合刚度应满足车辆平顺性的设计要求，而强度应该满足悬架弹簧的使用寿命和安全性要求，然而，由于少片斜线型变截面主副钢板弹簧的主簧长度与副簧长度不相等、各片主簧的端部平直段非等构，且主副簧接触之后，主簧和副簧的变形和内力存有耦合，因此，少片斜线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的最大应力计算非常复杂，先前一直未能给出简便、准确、可靠的端部接触式少片斜线型变截面主副簧各片强度的校核方法。因此，必须建立一种精确、可靠的端部接触式少片斜线型变截面主副簧各片强度的校核方法，满足车辆行业快速发展及对悬架钢板弹簧精确设计的要求，提高少片斜线型变截面主副簧的设计水平、产品质量和使用寿命；同时，降低设计及试验费用，加快产品开发速度。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的端部接触式少片斜线型主副簧各片强度的校核方法。端部接触式少片斜线型变截面主副簧，其包括主簧，根部垫片，副簧，端部垫片，主簧和副簧的各片斜线型变截面钢板弹簧是由根部平直段、斜线段、端部平直段三段构成；主簧的各片根部平直段之间及副簧的各片根部平直段之间设置有根部垫片，主簧的各片端部平直段之间设置有端部垫片，端部垫片的材料为碳纤维复合材料，以防止工作时产生摩擦噪声。其中，各片主簧的根部平直段的厚度为h2M，宽度为b，一半长度为LM，安装间距的一半l3，主簧斜线段的根部到主簧端点的距离为l2M；各片主簧的端部平直段非等构，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，各片主簧的端部平直段的厚度和长度分别为h1i和l1i，各片主簧的斜线段的厚度比为βi＝h1i/h2M，i＝1,2,…,m，m为主簧片数。各片副簧的宽度为b，一半长度为LA，安装间距的一半l3，各片副簧的根部平直段的厚度为h2A，端部平直段的厚度和长度分别为hA1j和lA1j，各片副簧的斜线段的厚度比为βAj＝hA1j/h2A，j＝1,2,…,n，n为副簧的片数。副簧的一半长度LA小于主簧的一半长度LM，副簧触点与主簧端点之间的水平距为l0＝LM-LA，副簧触点与主簧端部平直段之间设置有一定的主副簧间隙δ，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；当主副簧接触之后，主副簧各片的端点力不相等，且与副簧相接触的1片主簧除了受端点力之外，还在接触点处受副簧触点支撑力的作用。在端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片结构参数、弹性模量、许用应力、最大载荷及副簧起作用载荷给定情况下，对端部接触式少片斜线型主副簧的各片主簧和副簧的应力强度进行校核。为解决上述技术问题，本发明所提供的端部接触式少片斜线型主副簧各片强度的校核方法，其特征在于采用以下校核步骤：(1)端部接触式少片斜线型变截面主副簧的各片主簧和副簧的一半夹紧刚度计算：I步骤：主副簧接触之前的各片主簧的一半夹紧刚度KMi计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度LM，各片主簧的根部平直段的厚度h2M，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l3，斜线段的根部到主簧端点的距离l2M＝LM-l3，第i片主簧的斜线段的厚度比βi＝h1i/h2M，其中，i＝1,2,…,m，m为主簧片数，对主副簧接触之前的各片斜线型变截面主簧的一半夹紧刚度KMi进行计算，即KMi=h2M3Gx-Di,i=1,2,...,m;]]>式中，II步骤：主副簧接触之后的各片主簧的一半夹紧刚度KMAi计算：根据少片斜线型变截面主簧的一半长度LM，各片主簧的根部平直段的厚度h2M，宽度b，弹性模量E，安装间距的一半l3，斜线段的根部到主簧端点的距离l2M＝LM-l3，第i片主簧的斜线段的厚度比βi，其中，i＝1,2,…,m，m为主簧片数；副簧的一半长度LA，各片副簧的根部平直段的厚度h2A，副簧斜线段的根部到副簧端点的距离l2A＝LA-l3，副簧触点与主簧端点的水平距离l0，第j片副簧的斜线段的厚度比βAj，其中，j＝1,2,…,n，n为副簧片数，对主副簧接触之后的各片斜线型变截面主簧的一半夹紧刚度KMAi进行计算，即KMAi=h2M3Gx-Di,i=1,2,...,m-1h2M3(Gx-DATh2M3+Gx-CDzh2A3)Gx-Dm(Gx-DATh2M3+Gx-CDzh2A3)-Gx-DzmGx-CDh2A3,i=m;]]>式中，Gx-Di=4Eb[(LM-l3/2)3-l2M3]+6l2M3(βi+1)2[3(βi-1)-2lnβi(1+βi)]Eb+4βi3l2M3Eb;]]>Gx-DAT=1Σj=1n1Gx-DAj;]]>Gx-DAj=4Eb(LA-l3/2)3-l2A3]+6l2A3(βAj+1)2[3(βAj-1)-2lnβAj(1+βAj)]Eb+4βAj3l2A3Eb;]]>Gx-CD=4(LM-l3/2)3+22l2M3(βm3-1)+6l2M3[3βm(βm-1)-2(1+βm3)lnβm-6βm(1+βm)lnβm]Eb+2{l03+3βm2[l2M2βm2-(LM-l3/2)2βm-l2M2]l0