变撑臂渐硬性钢板弹簧原理及计算

　　岳阳师范学院学报自然科学版变撑臂渐硬性钢板弹簧原理及计算之陈自力唐小弟中南林学院建筑工程学院湖南株洲412006变撑背渐硬性钧板弹的可行性和优点。并指出了下步研究方向1基本原理钢板弹簧广泛应用于各种车辆的悬挂系统中，其结构紧凑，能对车辆很好地起隔振减振作用。但钢板弹簧的刚度反是固定不变的。因此。系统的自振频率=火时随外侃载质量从的变化时变化系统的隔振效果影响很大。

　　本设计有着与现有板簧相同的悬臂梁结构模型，设有半径为及的圆弧形钢板悬臂梁，端自由，5端固支与垂直面夹角为。如果使用刚性水平平板与钢板在点水平光滑接触。然后在刚性平板施加垂直载荷户，刚性平板始终保持水平。钢板在受力后将变形。接触点，将动跟随载荷山小到大。自悬臂端部向固支点方向靠近。这样。随载荷增大。

　　缩短了悬臂梁的支撑力臂，钢板弹簧相应变硬。刚度系数火增加相反。户减小。接触点将反方向移动。增加了悬臂梁的支撑力臂，钢板弹簧相应变软，刚度系数久减小，因而成为种我们可称之定义为变撑臂的渐硬性钢板弹簧。

　　变撑臂渐硬性钢板弹簧可应用于弹性减振系数。特别适合用作车辆悬挂系统的弹性减振系统。由于弹性系统的自振频率决定于弹簧钢度尺和荷载质量抓+弹贤刚度等常数设计原理时，弹性系统的自振频率有，尤从12的关系，但当弹簧刚度不等于常数，如渐硬性弹簧，则弹性系统的自振频率，按如上尺等于常数的公式计算，尚需进行适当修正。可有，=尺从严。为非线性修土系数对于变撑臂渐硬件钢板弹黄有尺咖办广，故⑴以厂如办严夂进而可根掘实际减振需要和给定的载荷变化范围。通过改变姑臂梁截此形状成截面积变截面或选择不同的曲梁初始形状曲线。从于达到弹簧荷载与相应位移和系统的自振频率间满记。=扣办12=的关系。即实现保持弹性系统的振频率抽本不变或在规定范围内变化4为修正系数。

　　2理论计算在外载荷厂作用下，钢板加载点1从1点变化到点。4等价于在垂且载荷户作阳下从，〃点变化到点，2.本文采用单位荷载法求解钢板的变形规律。

　　从点到点转角变化为从点到点转角垂直位移为若钢板为角形板。设钢板宽度为代入上式解得其中CV丌强度校核钢板上任截面的最大应力为最大危险截面位裨为由上式即可解得危险截面位置。实际上，因为应力计算简单，可直接通过数值计算求解最大应力。

　　4频率计算由于变撑臂渐硬性钢板弹簧的非线性。它的频率计算应楚用非线性方法计算。木文兴用数值计算，直接计算个振动周期的时间的办法求解频率。

　　设钢板弹簧上的载荷乃=，那么，在任意位置，其加速度为速度为7=.1位稃为5=.1.由于接积分比较认私木文采数位汁兑办法。

　　对于任意载荷尸尸吨，选定振动初始点，计算对应的钢板弹簧反力此时，给定步长⑴+计算户载荷垂直位移即水平板位移为尸以⑴洲⑴印，厂，从勿到点我们可以看作匀加速运动斤以。v=vA+W.A重复以上计篦直到1=，5此时为半个周期的时间，即周期7=2，频率=17.

　　5算例1的弧段为起始形状。悬忾长1=0.58梁宽0.6，梁厚;=12荷载尸=30312671笔的，型对称结构等载面梁的个算例应力比为最大应力与许用应力之比，结果如下。

　　从中可以看出采用本方法的优越效荷载应力比频率荷载吆应力比频率荷载应力比频率6结束语通过以上理论和算例，我们可以发现1变撑臂渐硬性钢板弹簧刚度变化范围大;2在较大荷载范围内自振频率变化较小⑶可并联使用而不会很大影响自振频率河完全满足车辆使用要求较现有钢板弹簧具有很大的优越性;5从应力变化情况来看，应力较小，在货载较小时钢板仍然较硬，说明钢板尖端太硬，需减弱。

　　I力。变撑i，f渐硬性钢板弹Jf匣i，计算J职人学lj2∞222631.

　　2彭兑。渐变，度钢枵弹簧的计穿办法。汽车工程3.6I 3划等。渐变性钢枵弹簧的理论计算与实验验汽车技术，3 I4彭搡。变断而钢枵弹簧的设计计算。汽车工程1992