1.理想等强度钢板弹簧刚度

（1）刚度解析计算 为了计算方便，把坐标原点建在钢板弹簧的自由端，因此，式（6-44）可表示为

对于变截面的钢板弹簧，矩形截面惯性矩为

将式（6-45）代入式（6-46），整理可得

在钢板弹簧自由端施加集中力F，则钢板弹簧的变形能U为

将式（6-47）代入式（6-48），可得

在集中力F下，钢板弹簧自由端的变形量为

代入式（6-49），可得

即(www.daowen.com)

由式（6-50）可得，理想等强度钢板弹簧的刚度为

（2）实例仿真验证 某车辆单轮钢板弹簧一端承受的满载载荷满载F_W=20000N，理想等强度钢板弹簧长度的一半L=700mm，宽度b=40mm，安全许用应力[σ]=700MPa。

利用ANSYS有限元分析软件建立上述理想等强度钢板弹簧模型，其边界条件与图6-12中的力学模型一致。在建立模型之后，以0.1mm为单位对模型分别划分网格，对模型施加集中力F=8000N，进行静力学变形仿真分析，仿真结果如图6-13所示。

图6-13 理想等强度钢板弹簧变形仿真云图

当F=8000N时，根据式（6-50），可得理想等强度钢板弹簧值变形量w_max为16.6994521977131mm，而仿真结果为16.803mm，仿真值与解析计算值相吻合，绝对偏差为0.10mm，相对偏差仅为0.575%。仿真结果表明，理想等强度钢板弹簧刚度和变形量的计算方法是正确的。

2.理想等强度钢板弹簧等效厚度

根据钢板弹簧在自由端的变形量相等，也就是自由端的刚度相等，可以把理想等强度钢板弹簧等效为矩形截面钢板弹簧。

根据第6.1节的分析可知，矩形截面钢板弹簧的刚度为。

根据式（6-51）可知，理想等强度钢板弹簧的刚度为。

根据钢板弹簧自由端的刚度相等，可得

整理上式，可得