基于接触摩擦的变截面钢板弹簧悬架性能分析＊

周水庭，黄红武，付建朝，左 佳，向铁明

（1.湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙 410082；2.厦门理工学院 机械与汽车工程学院，福建 厦门 361024；3.湖南易通汽车配件科技发展有限公司，湖南 长沙 410137）

钢板弹簧是汽车悬架中一种最常见的弹性元件.它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，在悬架中兼作导向机构.常用的主要有两种类型，一种是片宽、片厚保持不变的传统多片钢板弹簧，另一种是等宽度、变厚度断面的变截面钢板弹簧.而少片变截面钢板弹簧是指由少片（1～4片）变截面的弹簧片构成的钢板弹簧[1］.长期的实践表明，少片簧利用变截面来保持等强度特性，使材料大为节省，质量大为减轻.据统计，若采用少片簧，在同样寿命的情况下，其质量约比多片簧减少40%～50%；同时又减少了片间摩擦，可改善行驶平顺性，故少片簧应用逐渐增多[2］.

通常情况下，当整车总布置的一系列参数确定之后，在少片变截面钢板弹簧悬架的设计选型中，其簧片数、长度、宽度、厚度、曲率半径、自由弧高和总成刚度等基本参数，就能随之得到.其中，各簧片及总成的曲率半径、自由弧高和总成刚度是板簧总成设计的主要参数，均由其预应力决定.因此，在少片变截面钢板弹簧悬架的设计中，簧片的预应力计算与刚度分析至关重要.

据统计，美国三大汽车公司1978年采用变截面钢板弹簧约占板……