杨林 于曰伟 周长城 郑伟

（山东理工大学，淄博 255049）

1 前言

钢板弹簧作为弹性元件兼导向机构，目前广泛应用于乘用车和商用车。随着节能环保、汽车轻量化等相关政策的实施，少片簧以其质量轻、噪声小、性能好、寿命长等优点，日益受到重视。为满足不同工况下的应力约束条件、刚度设计要求和加工工艺需要，少片簧通常加工成抛物线型、斜线型、根部加强型、端部加强型、两端加强型等不同结构型式。针对不同结构型式的少片簧，研究人员建立了相应的少片变截面钢板弹簧刚度、应力计算公式[1-5]。为了使分析结果更加精确，研究人员开始考虑材料[6-10]、片间摩擦[11-14]、安装约束[15-16]等因素的影响，并利用有限元法对少片变截面钢板弹簧的力学特性进行了分析[17-18]，为少片钢板弹簧的前期设计和强度评价提供了科学依据。然而，这些研究均未考虑叶片曲率对少片簧力学特性的影响，不可避免地使设计结果与实际情况存在较大的偏差。

在汽车行驶过程中，少片钢板弹簧除了承受车辆自身及载物质量外，还要承受因路面不平引起的冲击载荷，其主要失效方式是疲劳断裂和产生永久性塑性变形[19]。为在一定程度上减小板簧应力、延长板簧寿命，使各片板簧寿命接近，通常在自由状态下将各片板簧加工成不同的曲率，装配压紧前各片间保持一定自由间隙，装配后各片紧密贴合，呈现自然向上弯曲的状态。但在少片钢板弹簧的设计、分析计算中，往往忽略叶片曲率的影响，将少片簧视为平直的簧片叠加，导致了实际应用时少片簧的性能和寿命难以与设计值相吻合。……