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浅析变截面少片簧计算.pdf

浅析变截面少片簧计算

bianyanxv
2012-09-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《浅析变截面少片簧计算pdf》,可适用于工程科技领域

 浅析变截面少片簧计算汤玉平李细平江照亮(三一重工股份有限公司邮编)摘要:少片簧具备很多优点质量轻摩擦小噪音低同时还能改善车轮和路面的附着性能等。所以在汽车领域少片簧的应用已经越来越广泛。但是少片簧如果设计不当也很容易出现致命的故障。所以少片簧的设计计算尤为重要。关键词:汽车少片簧优点计算引言:要想变截面少片簧在各截面处的应力相等断面形式从理论上来讲板簧各点厚度沿长度方向必须做成抛物线型式。这种抛物线型式板簧是理想的等强度梁板簧各点应力分布最合理。材料利用率很高。但由于抛物线型式板簧根部不便装夹端部不便卷耳图所示实际中不能使用。图抛物线形叶片板簧抛物线板簧基于上缺点所以一般在抛物线板簧的基础加以改进在根部做成等厚平直段考虑到端部承受剪切力、端部卷耳及其加工性不但卷耳片做成等厚平直段而且其他簧片也作成等厚平直段如图所示。图改进后的抛物线形叶片板簧经改进后虽根部和端部得到了加强但整个抛物线段都是高应力危险区对材料和加工缺陷敏感性大所以实际上目前使用的最普遍的是锥形段均采用同抛物线相切的直线形来代替抛物线形。同时为了降低中心孔部位的应力和提高端部卷耳的强度一般都采用如图所示断面的板簧。 图根部和端部同时加强的变截面板簧为了适合长跨度产品的需要可采用图所示断面的板簧图长跨度加强型变截面板簧、少片簧的计算已经条件在进行钢板弹簧计算之前应当知道下列初始条件轴(桥)负荷G、簧下部分荷重G、U型螺栓距、板簧宽度、板簧跨度、板簧材料等。少片簧厚度的计算本文将从等应力梁的角度对少片簧的计算做初步的探讨。图所示变截面簧根部满足安装应做成等厚平直段同时满足U形螺栓夹紧处的工作应力cσ(cσ<σ)。则其厚度为h()icplShbσ−=…………………………………()式中:Pi板簧端部载荷l板簧伸直长度之半B板簧宽度SU形螺栓中心距板簧端部为了主片承载也需要做成等厚平直段板簧连接处应做成圆角过渡。其端部厚度h: xxxFFbFDhbσσ=…………………………………()式中:xF沿板簧纵向作用在卷耳中心线上的力σ卷耳处所受的合成应力σ<σD卷耳内径其余部分充分利用材料的原则其厚度变化规律满足:()()xlxhhls−=−(S《x《l)………………………………()少片簧刚度的计算如图所示刚度计算如下:nEcaaaaaa=…………………………()其中式中:labt=()lntAltAltAlAlttAltabAtttt−−−−=()allbt=−()lntBltBltAlBlttBltabBtttt−−−−=''''''()lnSStCltCltClClttCltabCtttt−−−−=()allbt=−ttAll−=−ttBll−=−'ttCll−=−少片簧其他参数的计算静挠度cSQfC=偏频cnf=对载重汽车推荐取~Hz 、少片簧的计算分析软件:前处理:HyperMesh计算:Abaqus(Standard)后处理:HyperView下面以一个实例根据上述的计算公式设计一个板簧并通过CAE进行分析验证:已知板簧参数:¾板簧的材料CrVA¾板簧单边簧上载荷已知N¾板簧宽度前簧mm¾板簧片数片¾U型螺栓距前簧mm¾板簧跨度mm¾计算所需的车桥力矩为Nm(最大力抱死的情况下)¾计算得出h=mmh=mmC=Nmm静挠度cf=mm偏颇n=Hz。建立三维模型约束加载 CAE分析数据得出在Step(F=N)下弹簧变形位移图在Step(F=N)下弹簧应力图 在Step(F=N)下弹簧变形位移图在Step(F=N)下弹簧应力图)结论:板簧在一倍静载下最大应力Mpa在倍静载下最大应力Mpa板簧材料为CrVA,屈服强度为MPa许用应力为MPa。由分析知板簧应力低于许用屈服应力。该分析未考虑刹车工况按经验来讲刹车工况应力要小于倍动载荷工况应力。经过CAE验证通过上述计算公式设计的板簧符合使用要求。参考文献《变截面钢板弹簧的设计计算》汽车工程《车用少片变截面弹簧的刚度计算》北京汽车《少片变截面弹簧》二汽技术中心底盘设计二室

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