少片变截面钢板弹簧疲劳试验研究
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限 元分 析 ［］ Ｊ．机 械 ，０ ０ １： ５—１ ． ２ １ （） １ ７
△
Ｉ］ 张 朝 晖 ． Ｎ Ｙ ８ ０结 构 分 析及 实例 解 析 ［ ．北 京 ： 械 ３ Ａ ＳＳ ． Ｍ】 机
工 业 出 版社 ， ０ ６ ２０．
【】 尹 辉 俊 ， 双翼 ， 昶 春 ， ．重 型 车 车架 的静 动 态 计 算 分 ４ 梁 黄 等
１ 试 验原 理 及 仪 器
１ ．１ 试 验 原 理
弹 簧 替 代 传 统 的 多 片 簧 已成 趋 势 。
汽 车 钢 板 弹 簧 的 主 要 失 效 形 式 是 疲 劳 断 裂 ，其 台
少 片 簧 的 簧 片 形 状 是 中
间 平 直 段 厚 ， 向 两 端 逐 渐 减
薄 ，这 样 不 仅 可 使 板 簧 的 重
量 比 多 片 簧 减 轻 约 ３ ～ ％
４ ，而 且 在 不 降 低 强 度 和 设 ％ 计 应 力 的情况 下 ，使 用 寿命 长 ， 低 能耗 ， 约 空 间 ， 此 降 节 因
被 大 多 汽 车 制 造 企 业 采 用 。
另外 ， 于成 本低 、 顺 性好 由 平
成 为 重 型 汽 车制 造 企 业 首选
组 织 进 行 了深入 分 析 ， 到 了钢 板 弹 簧 产 生 疲 劳 断 裂 的 主要 原 因 ， 出 了钢 板 弹 簧 工 艺 处理 的 改进 措 施 ， 对 其 进 行 了试 找 提 并 验 验 证 。 果 表 明 ： 相 同试 验 条 ４ － 改 进 后 的 钢板 弹 簧 疲 劳 寿命 达 到 １ 结 在 ｑ ｖ， － ０万 次 以上 ， 远 超 过 了钢 板 弹簧 国 家标 准 ８万 远
汽 车 钢 板 弹 簧 是 连 接 车 轮 和 车 架 的 重 要 部 件 ， 其 作用 在 于减小 或 吸 收路 面激 励所 引 起 的悬架 振 动 ”， 】 且 钢 板 弹 簧 的 性 能 和 质 量 ， 特 别 是 疲 劳 寿 命 直 接 关 系 到 车 辆 运 行 安 全 。目 前 ， 数 重 型 汽 车 上 采 用 的 钢 板 弹 多
庆 ： 庆 大学 出版 社 ， ０ ９ 重 ２０．
【 】 黄 剑 呜 ， 刚 ， 松 ． 托 车 车 架 结 构 动 力 优 化 设计 【】 ５ 雷 陈 摩 ｊ．现 代 制 造 工 程 ，０ ０ １ ： １ ２ １ （ ） １９—１２ ２． 【 】 王圣 ， 张 仲鹏 ．大 吨位 铁 路 起 重 机 新 型 转 台结 构 研究 及 有 ６
次。
关键词 ： 片簧 少
疲 劳试 验
断 口分 析 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０— ９ ８２ １ ）９—０ ２ 一 ３ １０ ４ ９ （０ ０ ０ ０ １ ｏ 疲 劳 寿 命 也 成 为 众 多 汽 车 生 产 厂 家 急 需 解 决 的 一 个 问
中图 分 类号 ： Ｈ１５ Ｕ ６ ． ３ ４ Ｔ ３ ； ４ ３ ３
题 。 文 拟 通 过 对 钢 板 弹 簧 进 行 台 架 疲 劳 试 验 ， 出 产 本 找
生 疲 劳 断 裂 的 原 因 ， 提 出 相 应 的 改 进 措 施 ， 而 提 高 并 从 悬 架 系 统 的 可 靠 性 和 稳 定 性 ，为 整 车 轻 量 化 设 计 提 供
新途 径 。
少 片 变 截 面 钢 板 弹 簧 疲 劳 试 验 研 究
口 党 瑞宁 口 李 军强 口 赵
西安
双
７ ０ ０ １ ２０
口 陈
创。
１ ．西 安 石 油 大 学 机 械 工 程学 院 ２ ．陕 西 重 型 汽 车 有 限 公 司 西 安
７ ０ ０ １２ ０
摘
要 ： 了提 高 少 片 变截 面 钢板 弹 簧 的疲 劳寿 命 ， 过 进 行 疲 劳 台架 试验 ， 疲 劳 断 裂 形状 、 料 力 学性 能及 金 相 为 通 对 材
如 图 ２所 示的 德 国 申 克 脉 冲 式 疲 劳 试 验 机 进 行 板 簧 负
荷 特 性 试 验 及 疲 劳 台 架 试 验 。 板 簧 负 荷 特 性 试 验 是 将
夹 紧 刚 度 ／ Ｎ／ （ ｍｍ）
比应 力 ／ Ｍ ａ ｍｍ） （Ｐ／
振幅／ ｍ ｍ
预 加 变 形量 ／ ｍ ｍ
２２ ２ ７ ８ ．３
２．４ ０ ２
自 由刚 度 ／ Ｎ ｍｍ） （／
疲 劳破坏 是 材料 在低 于拉 伸强 度 极 限的交 变应 力
（ 或
主簧
１ ４ ．５ ８Ｏ ５
副 簧
２２ ２ ９ ８ ． ０
应 变 ） 反 复 作 用 下 而 发 生 失 效 的 方 式 】 的 。本 次 试 验 采
用 如 图 １所 示 的 济 南 微 机 屏 显 液 压 式 板 弹 簧 试 验 机 和
的 零 部 件 ， 但 提 高 少 片 簧 的
收稿 日期 ：０ Ｏ ３ ２ １年 月
▲ 图 １ 济 南微 机 屏 显 液 压 式 板 弹 簧 试 验 机
▲ 图２ 德 国 申克 电 液 伺 服 疲 劳 试 验 机
【】 胡 玉 梅 ．车辆 结 构 强 度 基 本 理 论 与 Ｃ Ｅ分 析 技术 【 ． ２ Ａ Ｍ】 重
簧 为 多 片 簧 ，由 于 片 数 多 、 量 重 致 使 成 本 较 高 、 弹 重 且
簧 片 之 间 摩 擦 产 生 噪 声 及 弹 簧 永 久 变 形 较 大 ， 造 成 车 辆行 驶平顺 性 差 。加之 近年 来汽 车 制造业 正 朝着 高速 化 、 型 ４ 和 轻 量 化 方 向 发 展 ， 架 系 统 以 少 片 变 截 面 大 Ｉ ： 悬
析 【］ Ｊ．机 械 制 造 ，０ ７ ７ ：２— ５ ２ ０ （）３ ３ ．
（ 辑 凌 云 ） 编
机械制造 ４ ８卷 第 ５３ ５ 期
２ ０ ／９ ０１
架 疲 劳 试 验 寿 命 与 实 际 使 用 寿 命 成 一 定 的 对 应 关 系 １ 。
表 ２ 主 、 簧 疲 劳试 验技 术 数 据 副 指 标 项
△
Ｉ］ 张 朝 晖 ． Ｎ Ｙ ８ ０结 构 分 析及 实例 解 析 ［ ．北 京 ： 械 ３ Ａ ＳＳ ． Ｍ】 机
工 业 出 版社 ， ０ ６ ２０．
【】 尹 辉 俊 ， 双翼 ， 昶 春 ， ．重 型 车 车架 的静 动 态 计 算 分 ４ 梁 黄 等
１ 试 验原 理 及 仪 器
１ ．１ 试 验 原 理
弹 簧 替 代 传 统 的 多 片 簧 已成 趋 势 。
汽 车 钢 板 弹 簧 的 主 要 失 效 形 式 是 疲 劳 断 裂 ，其 台
少 片 簧 的 簧 片 形 状 是 中
间 平 直 段 厚 ， 向 两 端 逐 渐 减
薄 ，这 样 不 仅 可 使 板 簧 的 重
量 比 多 片 簧 减 轻 约 ３ ～ ％
４ ，而 且 在 不 降 低 强 度 和 设 ％ 计 应 力 的情况 下 ，使 用 寿命 长 ， 低 能耗 ， 约 空 间 ， 此 降 节 因
被 大 多 汽 车 制 造 企 业 采 用 。
另外 ， 于成 本低 、 顺 性好 由 平
成 为 重 型 汽 车制 造 企 业 首选
组 织 进 行 了深入 分 析 ， 到 了钢 板 弹 簧 产 生 疲 劳 断 裂 的 主要 原 因 ， 出 了钢 板 弹 簧 工 艺 处理 的 改进 措 施 ， 对 其 进 行 了试 找 提 并 验 验 证 。 果 表 明 ： 相 同试 验 条 ４ － 改 进 后 的 钢板 弹 簧 疲 劳 寿命 达 到 １ 结 在 ｑ ｖ， － ０万 次 以上 ， 远 超 过 了钢 板 弹簧 国 家标 准 ８万 远
汽 车 钢 板 弹 簧 是 连 接 车 轮 和 车 架 的 重 要 部 件 ， 其 作用 在 于减小 或 吸 收路 面激 励所 引 起 的悬架 振 动 ”， 】 且 钢 板 弹 簧 的 性 能 和 质 量 ， 特 别 是 疲 劳 寿 命 直 接 关 系 到 车 辆 运 行 安 全 。目 前 ， 数 重 型 汽 车 上 采 用 的 钢 板 弹 多
庆 ： 庆 大学 出版 社 ， ０ ９ 重 ２０．
【 】 黄 剑 呜 ， 刚 ， 松 ． 托 车 车 架 结 构 动 力 优 化 设计 【】 ５ 雷 陈 摩 ｊ．现 代 制 造 工 程 ，０ ０ １ ： １ ２ １ （ ） １９—１２ ２． 【 】 王圣 ， 张 仲鹏 ．大 吨位 铁 路 起 重 机 新 型 转 台结 构 研究 及 有 ６
次。
关键词 ： 片簧 少
疲 劳试 验
断 口分 析 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０— ９ ８２ １ ）９—０ ２ 一 ３ １０ ４ ９ （０ ０ ０ ０ １ ｏ 疲 劳 寿 命 也 成 为 众 多 汽 车 生 产 厂 家 急 需 解 决 的 一 个 问
中图 分 类号 ： Ｈ１５ Ｕ ６ ． ３ ４ Ｔ ３ ； ４ ３ ３
题 。 文 拟 通 过 对 钢 板 弹 簧 进 行 台 架 疲 劳 试 验 ， 出 产 本 找
生 疲 劳 断 裂 的 原 因 ， 提 出 相 应 的 改 进 措 施 ， 而 提 高 并 从 悬 架 系 统 的 可 靠 性 和 稳 定 性 ，为 整 车 轻 量 化 设 计 提 供
新途 径 。
少 片 变 截 面 钢 板 弹 簧 疲 劳 试 验 研 究
口 党 瑞宁 口 李 军强 口 赵
西安
双
７ ０ ０ １ ２０
口 陈
创。
１ ．西 安 石 油 大 学 机 械 工 程学 院 ２ ．陕 西 重 型 汽 车 有 限 公 司 西 安
７ ０ ０ １２ ０
摘
要 ： 了提 高 少 片 变截 面 钢板 弹 簧 的疲 劳寿 命 ， 过 进 行 疲 劳 台架 试验 ， 疲 劳 断 裂 形状 、 料 力 学性 能及 金 相 为 通 对 材
如 图 ２所 示的 德 国 申 克 脉 冲 式 疲 劳 试 验 机 进 行 板 簧 负
荷 特 性 试 验 及 疲 劳 台 架 试 验 。 板 簧 负 荷 特 性 试 验 是 将
夹 紧 刚 度 ／ Ｎ／ （ ｍｍ）
比应 力 ／ Ｍ ａ ｍｍ） （Ｐ／
振幅／ ｍ ｍ
预 加 变 形量 ／ ｍ ｍ
２２ ２ ７ ８ ．３
２．４ ０ ２
自 由刚 度 ／ Ｎ ｍｍ） （／
疲 劳破坏 是 材料 在低 于拉 伸强 度 极 限的交 变应 力
（ 或
主簧
１ ４ ．５ ８Ｏ ５
副 簧
２２ ２ ９ ８ ． ０
应 变 ） 反 复 作 用 下 而 发 生 失 效 的 方 式 】 的 。本 次 试 验 采
用 如 图 １所 示 的 济 南 微 机 屏 显 液 压 式 板 弹 簧 试 验 机 和
的 零 部 件 ， 但 提 高 少 片 簧 的
收稿 日期 ：０ Ｏ ３ ２ １年 月
▲ 图 １ 济 南微 机 屏 显 液 压 式 板 弹 簧 试 验 机
▲ 图２ 德 国 申克 电 液 伺 服 疲 劳 试 验 机
【】 胡 玉 梅 ．车辆 结 构 强 度 基 本 理 论 与 Ｃ Ｅ分 析 技术 【 ． ２ Ａ Ｍ】 重
簧 为 多 片 簧 ，由 于 片 数 多 、 量 重 致 使 成 本 较 高 、 弹 重 且
簧 片 之 间 摩 擦 产 生 噪 声 及 弹 簧 永 久 变 形 较 大 ， 造 成 车 辆行 驶平顺 性 差 。加之 近年 来汽 车 制造业 正 朝着 高速 化 、 型 ４ 和 轻 量 化 方 向 发 展 ， 架 系 统 以 少 片 变 截 面 大 Ｉ ： 悬
析 【］ Ｊ．机 械 制 造 ，０ ７ ７ ：２— ５ ２ ０ （）３ ３ ．
（ 辑 凌 云 ） 编
机械制造 ４ ８卷 第 ５３ ５ 期
２ ０ ／９ ０１
架 疲 劳 试 验 寿 命 与 实 际 使 用 寿 命 成 一 定 的 对 应 关 系 １ 。
表 ２ 主 、 簧 疲 劳试 验技 术 数 据 副 指 标 项