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汽車板簧縱扭變形軌跡分析
時(shí)間:[2019/8/31]

  汽車在制動(dòng)時(shí),汽車板簧中部承受純彎矩,兩端承受大小相等且方向相反的垂直力。此外,為簡(jiǎn)化分析,不計(jì)及吊耳位置變化對(duì)基線斜角變化的影響。仍然采用整個(gè)圓弧的假設(shè),這是汽車鋼板彈簧主片中性層的縱向扭變由前、后兩段反向圓弧組成,如下圖所示:

  令鋼板彈簧初始狀態(tài)為平直,經(jīng)縱扭變形后汽車板簧的中心點(diǎn)由d移到p,應(yīng)板簧長(zhǎng)度沒(méi)有變化,則其半圓弧的圓心角為θ=L/(2R)

  式中,L為汽車板簧有效長(zhǎng)度;R為圓弧的半徑。

  其所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)的弦長(zhǎng)為b=2Rsim(θ/2)

  而縱扭角的公式為μ=θ/2=4M(CL²)

  式中,M為縱扭力矩;C為板簧垂直剛度。

  在初始狀態(tài)下,弧長(zhǎng)等于弦長(zhǎng),因此,中點(diǎn)位移量;

  pd=L/2-b=L/2-2Rsinμ

  而板簧的瞬時(shí)中心e到原點(diǎn)d的垂距

  de=pd/tgμ=L/2ctgμ-2Rcosμ/L/2ctgμ-L/2μcosμ

  按泰勒級(jí)數(shù)展開,只取二階以下各項(xiàng)后,得:

  de=M/(3CL)

  通過(guò)分析可以得知:

  1、汽車鋼板彈簧在縱扭時(shí),不存在固定不動(dòng)點(diǎn)(瞬時(shí)中心),這個(gè)點(diǎn)隨力矩增大而降低,也因此汽車板簧垂直剛度變小和片簧縮短而下降。

  2、制動(dòng)時(shí),前軸荷增加,前半段板簧弧高縮小,從而p點(diǎn)后移,e點(diǎn)上升,de值變小。

  3、如果汽車板簧初始時(shí)為負(fù)弧高(即反弓),p點(diǎn)先后移,使e點(diǎn)位于主片中性層之上方,但當(dāng)縱扭角加大后,e就移到下方。

 
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