设计计算.研究渐变刚性钢板弹黄理论计算与试验验证江苏工学院刘荣桂郑荣良汤宝树rov上海汽车钢板弹簧厂tAingmperimresuaenbstraetlleafspanray、ingplsa,1imptorortantroeinimplingmotorveehielrideeomfonsrtTakdindauxe扛iliarylfonprigrasinaeeounts一multaneousylthetheosreeatislealeulatioareearrenanextaealsttldyfeurvatureodiifgraduayllvareiablareaigiditylfnprigexiedoutTheThenintslleulatedbytenaeblthetheauthorspo甲ethoddingtarebasieallytogreedwitheperfettheperimtanslonesaehievemenseorresnheorybemoreanditsapplieatioe11、〔liggIn0TeCoflVenleflt【摘要l钢板弹簧对改善汽车平顺性起重要作用本文在同时考虑主副簧变形的情况下对渐变刚性钢板弹簧曲率半径进行了理论计算与试验分析本文所提供的计算方法与试验结果基本吻合其理论更完善设计应用更方便主题词钢板弹簧一汽车:刚性平顺性一汽车一前言改善汽车平顺性是钢板弹簧的主要任务之一渐变刚性钢板弹簧(其弹性特性如图1所示)由主簧与副簧组成在空载时只有主簧起作用当载荷超过一定限度以后副簧逐渐与主簧接触主副簧一起起作用通过主p卜一一一一弓存副簧儿何参数的设计可以使汽车空满载频率近似相等可大大改善汽车平顺性故在一些轻型货车和小型客车上多被采用基于不同的假设渐变刚性钢板弹簧的计算方法也不相同是共同曲率法目前常用的一种方法‘’,“”即设主副簧均为等曲率图ABl钢板弹簧弹性特性在这种方法中主副簧的接触长度部作用力份R1x与端点主副簧开始接触尸:的对应关系为(见图2)点主副簧全部接触1尸(l一x)一币一一=二云7REl一(1)触时作用在板簧上的半载荷l式中R—副簧曲率半径—板簧弹性模量—主簧截面惯性矩几—主簧在任意点R主簧曲率半径分析上式可知该式中没有考虑副簧刚度El(或变形)对接触长度的影响—主簧半长E事实上)式在副簧为绝副簧受力后总是有变形的((1P—x处与副簧接)式严格地讲理论对刚体时才成立)因此(1一12一汽车技术万l于当及假定式中二l于变化时万值也相应变化根据图21得:AB一AC一BC-五Z于(3)x一尸,作用下主簧在p,处的挠度西万一一作用下副簧在二处的挠图2主副簧变形示意图麟度如设法求得不万再云值则主副簧间隙值万7互即可确定对应不同的二值有不同的间隙值定误这样当求得主簧曲率半径后副簧在自上是不完善的会使设计计算产生差由状态下的几何形状参数也就确定了计算挠度万万石乙的方法如下本文提出了一种新的理论计算方法它设在P;作用下o二内任一点宁处主簧2从实际主副簧承载时同时变形的情况考虑的内力矩为材(匀则由假设)一材(宁P:(l一宁)+(P、可知:根据等频性要求由接触长度与端部作用力之间所需满足的关系来确定主副簧的曲率)一P穿)(l宁EE1(泞)半径(副簧半径用数值分析方法确定)I(泞)+EI(泞)(4)二理论计算1式中作用力尸:—主副簧接触长度为宁时端部基本假设同理在泞处副簧的内力矩_从(匀为:(l)由于板簧的对称性力学模型取其一半计算简图参见图2设主副簧接触长度)一(泞M~一(P’一I,于云工(豹)(l宁)二=尸无争罕辛沃二不:E/(匀+三丈(匀为x时在ox范围内主副簧处处接触且在(5)l由(4)(5)式可以看出当尸一尸,时主副:变形过程中(C点为x处主副簧接触点)AB两点在x;轴上的坐标不变(均为x)簧在泞处开始接触在泞处产生的内力矩几l匀((2)在主副簧接触变形过程中其内力l截面的由主簧刃截面承受副簧上B与它们的相对刚度成正比设在接触范围内E,内力矩xaM(句二0;1当尸一尸时主副簧在任一点宁主副簧的截面刚度分别为EII,处开始接触在泞处所增加的内力矩(P一主副簧接触长度由必增长到。二所增尸。)(l宁)由假设2按相对刚度由主副簧共加的力矩为M则主副簧各自承受的内力矩从同承担从分别为:。M一“义风2一“X碳袭l;瓦粼命{仄,丽(2)Z}万石由单位荷载法得挠度万分别为一。“丛:鱼爆:鲁7U亡‘f,丽一。竺偿式中(3)设主簧在自由状态下为等曲率丽(匀一x一万一1作用在主簧鲁矩全“处主曲率半径计算2〕由参考文献〔所簧上言截面所产生的内力(l)主簧曲率半径R示的方法确定(2)副簧曲率半径用数值方法计算丽(匀—万一1作用在副簧矩二处副簧上右截面所产生的内力一13设在自由状态下1993二处主副簧间隙为年第11期一三试验分析1E一E一E一206只IOSMP;频率假设为n一23H8z数值计算由上述方法先计算不同接触长度应的板簧复合刚度92)二对。为验证上述方法的正确性设计主副簧各为一片构成钢板弹簧其几何参数为主簧::CM(修正系数取为再由等频性要求确定与(丫对应的板簧IP(P一2P()载荷厚人~smm见表1)确定板簧载荷后宽占二7omrn全长依据板簧的刚度特性(参见图l)可求出渐L~1300mrn予变钢板弹簧的载荷尸一尸oe副簧:味一“(宽长,,乃一7omm厚hl=lomm介与变形f的关系为f日寸成立)。尸、8)全式中尸。L=1000mm;丸110016一汽车空载时悬架上的载荷—汽车空载时悬架的挠度关系表表接触长度x复合刚度CM板簧载荷尸r(mm)/n,0036501404001501902002202500300035004000450050035()CM(Nm)127223416625109279986763Q6443287710183456677尸(N)3831446351825994686877809497010712l]056由表1知空载时:H=f十H。一94(mm):3831P二f一女护卜310(mm)。一于于于三1236=CM由此得主簧曲率半径_满载时、一(,n:R,一宁头户,SHnzL13002=于升笼一一2247(mm)8义94;鬓+‘,nm,0一6‘(rf。副簧的几何形状参数计算-取满载时渐变钢板弹簧的孤高H3Omm)及(3由式(6)(7)式求得主簧与副簧间则弹簧总成自由孤高为:隙值如表2所示;表j2主簧副簧间隙值2004(mm)000500010001500025003000350040004500500310AB(mm)029011592667785117731111309155662046925967996由主簧几何参数及主副簧的间隙值求表x得副簧的几何形状参数(见表3);3副簧几何形状参数表0(mm)000500010001502004O250603000350040004501905000y(mm)0266610672345067722088081186015421155442434〔求荷载与挠度的关系由关系式::nJ一L’0瓦十1)14尸求得对应关系如表所示14一汽车技术表尸(N))rnf(4荷载与挠度关系表552500003833110446348955182405994446244676868710777797925355nl)357386442492491502529尸(N)867566388356599497972510186181054510716292110563611夕只气117551209665nm)f(r5915993624964465862试验分析法与试验结果基本吻合而且这种板簧在接为验证本文算法的正确性特在上海汽触终了时的载荷可以不受副簧长度的限制板簧刚度特性要求车钢板弹簧厂按本文提供的几何参数制成相应的试件并在弹簧试验机厂进行实测其结可以通过改变副簧几何形状来满足平顺性对试验结果与理论计算存果见表图35而理论计算与实测结果的对照见5在的误差主要是由于试件的几何形状与理论计算要求不完全一致所致参考文献表尸(N)试验实测载荷与挠度数据表00489555239506244370710477079251501蒋立盛渐变刚性钢板弹簧的计算方法汽车技术198311f(mm)003502吉林工业大学汽车教研室编汽车设计北京机械工业出版社尸(N)88359725105451123511755120955551981n)f(mr600645670690700(责任编辑白雪)(上8页)清洁蒸发器尽量保持车室内接第5干净(3)鼓风机风力不足呈1200几。-口卜-~--理论值调高风速档鼓风机转速增加不多鼓风机电路接头脏污调速开关的可变电阻损坏实验值1000鼓风机轴承磨损可拆下鼓风机检修并检修风道0万子Jl正了40(4)压缩机排量不足上述检查皆正常冷气不够冷的原因在于压缩机排量不足压缩机使用过久由于磨:损使容积效率降低导致排量不足可拆下压缩机维修或更换压缩机此外普通车加装空调装置或在香港加装空调装置进口的一些小客车普遍存在压缩机排量不足的问题可参0230506070)了(mm照同类车或相近热负荷的空调车的压缩机排图3理论计算与实测结果对照图量选用合适排量的压缩机更换(责任编辑刘欣)3结语3由图1993可以看出本文所提供的计算方第11年期