1.理想等强度钢板弹簧等效拆分方法
根据式(6-44),可得理想等强度钢板弹簧厚度随长度的变化曲线,如图6-14所示,利用等效原理及,根据图6-15对理想等强度钢板弹簧进行拆分设计。
图6-14 理想等强度钢板等效厚度示意图
图6-15 理想等强度钢板等效拆分示意图
理想等强度钢板弹簧长度的一半为L,宽度为b。
令x=0,根据式(6-44),可得
第1片:在厚度系列中长度L1=L,厚度为h1。
第2片:在厚度系列中取厚度值h2,则,长度L2=x2=L1-,缩短系数,若h2e<hmax,则继续拆分;否则拆分完毕。(www.daowen.com)
第3片:在厚度系列中取厚度值h3,则,长度L3=x3=L1-,缩短系数,若h3e<hmax,则继续拆分;否则拆分完毕。
第4片:在厚度系列中取厚度值h4,则,长度L4=x4=L1-,缩短系数,若h4e<hmax,则继续拆分;否则拆分完毕。
第n片:在厚度系列中取厚度值hn,则,长度Ln=xn=L1-,缩短系数,若hne<hmax,则继续拆分;否则拆分完毕。
2.拆分设计实例与验证
(1)拆分设计实例 某车辆单轮钢板弹簧一端承受的满载载荷满载FW=10000N,理想等强度钢板弹簧长度的一半L=600mm,宽度b=40mm,安全许用应力[σ]=700MPa,钢板弹簧材料的弹性模量E=200GPa。
根据上述拆分设计方法,拆分设计结果如表6-1所示。
(2)刚度验证 根据式(6-51),可得理想等强度钢板弹簧的刚度为213433.68N/m,根据式(6⁃37)可得拆分所得到的叠加钢板弹簧的刚度为216747.56N/m,两者相吻合,相对偏差为1.55%。出现误差的原因有二:一是由于圆整每片钢板弹簧长度而产生的,二是由于实际的钢板弹簧不可能是无限片,采用有限片代替无限片产生误差。通过对比表明,所建立的理想等强度钢板弹簧的拆分设计方法是合理的,能够满足工程实际的应用。
表6-1 拆分设计结果
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