少片变截面弹簧的计算

少片变截面弹簧的计算种类变截面形状优点和缺点备注Ar41、应力分布均匀， 从材料力学的观 点来做到有效利 用。2、不适合具有卷耳 部分的弹簧片。3、不适合于使用锥 形模的滚压。不适合滚压加工，不 采用。B1、应力的分布有咼 低。2、不适合具有卷耳 部分的弹簧。3、适合于使用锥形 模的滚压加工。适合确保轻量化率， 好处不多，故不采用。CJI1、可做到应力分布 均匀。2、要充分注意端部 厚度的设定卷 耳强度3、能进行使用锥形 模的滚压加工。4、适用于一般弹 簧。适用于确保轻量化和 质量，有好处，可采 用。DP1、以减轻C形 中心孔部分 应力为圆进 行改良的。2、能进行使用 锥形模的滚 压加工。适 合于小车型 车辆用簧。对确保质量有 好处，可采用。1变截面形状优点和备注对确 保质 量有 好处， 可采 用。缺点1、为 提 高C 形 卷耳 部 分 的 强 度, 进 行良。行 使 用 锥的 滚 压 加 工。3、适用与中 型车和大 型车前 轴的弹 簧。1、是通过把D 和E的形态 结合在一 起，有效地 利用材料 的形状。对轻型化确保 质量有好处， 可米用。2、能进行使用锥形 模的滚压加工。3、适合确保有咼度 要求的质量3、适合于确保高度 的质量要求。少片变截面弹簧的优点：1、应力分布均匀，接近于等应力梁，片数14 片。特殊工艺处理而提高其设计应力，从 而使边界面弹簧轻量化，同等截面相比可减轻重量3040左右。2、总成簧片在承载时，除端部传力处接触和中部骑马螺栓夹紧部位接触外，无片间接触现 象，从而减少摩擦，使动刚度大力降低，提高乘坐舒适性。3、由于片间接触区大为减少，基本上消除了由于片间接触摩擦磨损引起的使弹簧片早期损 坏的疲劳源的产生，从而提高了疲劳寿命。4、在总成中间平直等厚度的弹簧片，同上下保护垫板之间和簧片之间，插入塑料片或软金 属垫片，这样就消除了弹簧总成工作时在中间平直等厚度段片间的直接挤压、摩擦，从 而提高寿命。5、采用喷完处理，中心孔挤压工艺和防锈性能，较好地油漆，这样也提高了疲劳寿命。一）、变刚度弹簧刚度计算推导：1 丁1IrJLUL少片变刚度钢板计算：简图如上所示（与单片为例）tx=ti（L2x）（tt2）/LI.=bt 3/12.11I =bt 3/12.22Ix=btxs/12弹簧刚度： 由材料力学悬臂梁理论得到自由刚度C2/C=/T Pvo /PT 1 人.L2-L1x2/EI dx+02 /r/L2X2/EI dx+L2-L1x/l X2/EI dxL21.夹紧刚度2/C=/L2-L1X2/EI d +/L2x2/EI d +/02 xL2-L1X xL-S/4X/EI d .L21 X以上刚度公式算出的是一片刚度值，如果有几片同样长，乘 n 即得出总称刚度。对5式积分得：2/C=L -L 3/3EI +V+L3-L3 /3EI 。 2 1 2 2 17其中：V=12L3 /Eb ( t _t ) 3】m2(l/12-1/12)/2L 2+2m(l/1 -1/t)/L+ In1 1 2 1 1 1 2 1 1t /t .12式中 m=L t -L t -L t2 1 2 2 1 1同理得：2/C= (L -L ) 3/3EI +V+ (L-S/4) 3-L 3 /3EI2 1 2 2 1距端头x处的应力：ox。二PX/Wx抗弯断面系数W=bt2/6xx(二)、加强型锥形断面图5所示LmrcL锥形段位抛物线的变断面单片示意图1、刚度计算公式C=6EI/KL3式中：K=l+ ( 1-入)31-2 (1-) 3/2】+ ( 1-入)3h112其中：入二L/L入=L /L =(L -L)/L-L11221 2 1 1n = (t/t) 312I=bt3/1212、离根部X点处的应力计算公式0WXWL 时。=(6P/bt2)(L-X) 212LWXWL 时o=(6P/b t2)(L-L) = (6P/b 12)(L-L )1 2 1 2 1 2 2L WXWL 时o=(6P/bt 2)(L-X)21B-片宽3总成自由弧高H的计算0H=H +Q /C+ Af+AH夹c c式中：H :装车夹紧后，满载总成弧高，一般由布置确定。夹CQ：满载每付弹簧的负荷C：装车夹紧后的刚度cA f：总成刚性曲线成形变形量，一般参考同类型的实测值选定。AH:总成装在车桥上夹紧前、后弧高变化量，由于少片变截面弹簧在U型螺栓夹紧部位是平直段，故取AH=04总成自由半径的计算：R 双卷耳结构：R= (L-S/2) 2/2 (6 -r) 1-(6 -r) (6 +5r) /3 (L-s/2) 0 0 0 0 0 02式中：6二H+rr卷耳孔半径00L：总成第一片长度之半s/2:中部平直段长度之半自由总成第一片曲率示意图 两端滑板结构的总成见下图R=(L-s/2)2/2H+H/200式中：L：作用弧长之半自由总成第一片曲率示意图（两端滑板）5单片自由曲率半径R,单片自由弧高h的计算见图1图2k ok:1两端为卷耳结构总成两端为滑板的总图EQ150 前o = - 29.42N/mm201o = + 29.42N/mm201装配成总成前、后，各单片的弧高变化量AfokAf =Wo/(Lc /2)ok k ok ok ok最好满足各片预应力引起的的弯矩之代数和为零式中：W :各片中部平直段抗弯断面系数可H=H01 0H=H +(t -t )+T02 01 2 1H :总成自由弧高0T：片间衬垫厚度W=bt 2/6k 2ko :各单片装配预应力okC :各单片自由刚度okL :各单片作用长度之半k 各单片的自由弧高HKH=H+Afk ok ok 各单片的自由曲率半径R的计算k已知作用弦长为L -S/2上的弧高H时OK kR=(L -s/2)2/2H+H/2k ok k k已知弧长之半L上弧高H时KKsina =2LH/(L2+H2)kL:弦长之半 H：弧高单片曲率示意图a 由H/2L值查专用表求出，以2L为弧长H为弧高的扇k k K 可形，中心角：2ab R=2L/2aKK 各单片标注 注：自由弧高h （不计卷耳半径）（考虑中间k平直段对h的影响）kh=R1-cos（L-s/2）57.29578/Rk K K K式中：L单片长度之半k 各单片标注弧高 （计入卷耳半径）k=h+rkk其中 r 卷耳内孔半径六、少片变截面弹簧特性，强化工艺简介一锥形弹簧片中心孔强化工艺1中心孔圆角冲压工艺所谓中心孔圆角冲压工艺，就是在应力集中孔的拉应力 面冲出“R”形塑性变形的中心孔，和用钢球挤压塑性变 形的中心孔，这样的目的是为了缓和中心孔的应力集中 现象，从而提高疲劳寿命。如果在拉应力面进行倒角加 工后，再进行热处理，最后喷丸处理，也能达到上述目 的弹簧中心孔如下进行。二汽对55SiMnVB 11X75单面双槽扁钢，加工中心孔德工艺方法，经过试验已经成功，钻孔受拉应力表面锪孔淬火回火受拉应力面喷丸为最后工艺流程。二锥形弹簧片受拉应力表面采用应力喷丸。目的：使受拉应力表面产生足够大的残余压应力，在钢板弹簧 工作时，弹簧片受拉应力表面的拉应力相应地减少，从而提高 疲劳寿命。喷丸处理除了在拉应力表明产生残余压应力外，且在喷丸 表明产生 0.25mm 的硬化层，从而消除和改善簧片的表面缺陷 也提高了疲劳寿命。（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与 关注！）