一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度的设计方法与流程

技术特征：

1.一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度的设计方法，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渐变间隙，确保满足板簧渐变刚度、主簧应力强度及悬架偏频特性的设计要求，即非等偏频型一级渐变刚度板簧；根据渐变刚度板簧的各片副簧的结构参数，首片副簧的初始切线弧高，弹性模量，骑马螺栓夹紧距，在首片副簧初始曲面形状计算的基础上，通过曲面微元及叠加计算，对一级渐变刚度板簧的各片副簧下料长度进行设计，具体设计步骤如下：

(1)一级渐变刚度板簧的首片副簧的等效端点力F_A1e的计算：

根据一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片副簧的厚度h_A1，首片副簧的一半夹紧长度L_A1，副簧初始切线弧高H_gA0，对首片副簧的等效端点力F_A1e进行计算，即

$F_{A1e}=\frac{{\mathrm{Ebh}}_{A1}^3{H}_{gA0}}{4L_{A1}^3};$

(2)一级渐变刚度板簧的首片副簧在任意位置处的变形系数G_Ax的计算：

根据一级渐变刚度板簧的宽度b，弹性模量E；首片副簧的一半夹紧长度L_A1，以距离板簧对称中心L₀/2的位置为坐标原点，对首片副簧任意位置x处的变形系数G_Ax进行计算，即

$G_{Ax}=\frac{2\[{(L_{A1}-x)}^3-3L_{A1}^2(L_{A1}-x)+2L_{A1}^3\]}{Eb},0\≤x\≤L_{A1};$

(3)一级渐变刚度板簧的首片副簧初始曲面形状f_Ax的计算：

根据首片副簧的厚度h_A1，首片副簧的一半夹紧长度L_A1，步骤(1)中计算得到的F_A1e，步骤(2)中计算得到的G_Ax，对首片副簧初始曲面形状f_Ax进行计算，即

$f_{Ax}=G_{Ax}\frac{F_{A1e}}{h_{A1}^3},0\≤x\≤L_{A1};$

(4)一级渐变刚度板簧的首片副簧下料长度L_Ac1的设计：

根据骑马螺栓夹紧距的一半L₀；首片副簧的厚度h_A1，首片副簧的一半夹紧长度L_A1，以ΔL为曲面微元长度，在0～L_A1范围内划分为N_c＝L_A1/ΔL个曲面微元，根据步骤(3)中计算得到的f_Ax及在任意位置x_i处的曲面高度f_Axi，0≤x_i≤L_A1，i＝1,2,…,N_c+1，利用叠加原理对首片副簧的下料长度L_Ac1进行设计，即

$L_{Ac1}=2(\frac{L_0}{2}+\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}\sqrt{{\mathrm{\ΔL}}^2+{\left(f_{{\mathrm{Ax}}_{i+1}}-f_{{\mathrm{Ax}}_i}\right)}^2});$

(5)一级渐变刚度板簧的其他各片副簧下料长度的设计：

a步骤：根据副簧片数m，首片副簧的一半作用长度L_A1t，其他各片副簧的一半作用长度L_Ajt，j＝2,…,m，对首片副簧与其他各片副簧的一半作用长度之差进行计算，即

ΔL_Aj1＝L_A1t-L_Ajt，j＝2,…,m；

b步骤：其他各片副簧下料长度的设计

根据骑马螺栓夹紧距的一半L₀；副簧片数m，步骤(4)中计算得到的L_Ac1，a步骤中计算得到的ΔL_Aj1,j＝2,…,m；对其他各片副簧的下料长度进行设计，即

L_Ajc＝L_Ac1-2ΔL_Aj1，j＝2,…,m。