SU1310542A1

SU1310542A1 - Spring

Info

Publication number: SU1310542A1
Application number: SU853981202A
Authority: SU
Inventors: Павел Александрович Левин; Михаил Зельманович Левин
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1985-10-23
Filing date: 1985-10-23
Publication date: 1987-05-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к подвескам транспортных средств. Целью изобретени вл етс уменьшение металлоемкости и снижение жесткости рессоры за счет перераспределени напр жений в листе. Лист с посто нной толщиной выполнен профилированным и симметричным относительно продольной и поперечной плоскостей с профилем поперечного сечени , представл ющим собой соединенные при помощи наклонных участков 5 и 6 параллельные среднюю 3 и концевые 2 и 4 части. Ширина средней части больше суммарной ширины концевых частей 2 и 4 на 1/20-1/4 общей ширины листа, высота сечени уменьшаетс по длине листа от середины к концам, это позвол ет достичь равномерного нагружени материала, что, в свою очередь, дает возможность снизить металлоемкость. 2 ил. (Л А - А GO сл 4;iii to .2This invention relates to mechanical engineering, in particular to vehicle suspensions. The aim of the invention is to reduce metal consumption and reduce the rigidity of the spring due to the redistribution of stresses in the sheet. The sheet with constant thickness is made profiled and symmetrical with respect to the longitudinal and transverse planes with a cross-sectional profile, which are parallel with average 3 and end 2 and 4 parts connected by inclined sections 5 and 6. The width of the middle part is greater than the total width of the end parts 2 and 4 by 1 / 20-1 / 4 of the total sheet width, the section height decreases along the sheet length from the middle to the ends, this allows to achieve uniform loading of the material, which, in turn, allows reduce metal consumption. 2 Il. (L A - A GO CL 4; iii to .2

Description

fOfO

f5f5

Изобретение относитс к машиностроению , в частности к подвескам транспортных средств.This invention relates to mechanical engineering, in particular to vehicle suspensions.

Целью изобретени вл етс уменьшение металлоемкости и снижение жесткости за счет перераспределени напр жений в листе.The aim of the invention is to reduce metal consumption and decrease stiffness due to redistribution of stresses in the sheet.

Иа фиг,1 схематически изображена предлагаема р,ессора, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Fig. 1 schematically shows the proposed p, jessora, side view; figure 2 - section aa in figure 1.

Рессора выполнена из профилиро-. ванного листа 1 посто нной толщины 8 , симметричного относительно поперечной (сечение А-А) и продольной (сечение 0-0) плоскостей, высота которого от максимальной, равной 2-5 толщинам h (2-5)5, убывает от середины к концам, а поперечное сечение состоит из пр молинейных участков 2, 3 и 5 и соедин ющих их наклонных участков 5 и 6. Ширина участка 3 превышает суммарную ширину участков 2 и 4 на 1/20-1/4 общей ширины листа, а рессора выполнена выпуклой в средней части на прот жении по меньшей мере половины ее длины (х- /4).The spring is made of profiliro-. sheet 1 of constant thickness 8, symmetrical with respect to the transverse (section AA) and longitudinal (section 0-0) planes, whose height from the maximum equal to 2-5 thicknesses h (2-5) 5 decreases from the middle to the ends , and the cross section consists of straight sections 2, 3, and 5 and their inclined sections 5 and 6 connecting them. The width of section 3 exceeds the total width of sections 2 and 4 by 1 / 20-1 / 4 of the total width of the sheet, and the spring is convex in the middle part over at least half of its length (x- / 4).

Рессора работает следующим образом .Spring works as follows.

Выполнение высоты сечени h переменной по длине и при этом максимальной посередине, симметричной относительно центрального сечени 0-0, позвол ет обеспечить рациональное перераспределение напр жений по длине в соответствии с характером нагруже- ни . При посто нной толщине листа § и наличии переходных участков 5 и 6 обеспечиваетс снижение металлоемкости без существенного увеличени трудоемкости изготовлени , поскольку такой лист получают из полосы посто нной толщины.Making the section height h variable in length and at the same time maximal in the middle, symmetrical about the central section 0-0, allows rational redistribution of stresses along the length in accordance with the nature of the load. With a constant thickness of the sheet and the presence of transition sections 5 and 6, a decrease in metal consumption is achieved without a significant increase in the labor intensity of production, since such a sheet is obtained from a strip of constant thickness.

при выполнении среднего участка 3 сечени пр молинейным, параллельным концевым участкам и удаленным от последних на рассто ние (h-&), максимальные раст гивающие и сжимающие напр жени воспринимаютс наиболееwhen the middle section 3 is made, the sections are straight, parallel to the end sections and remote from the latter by a distance (h- &), the maximum tensile and compressive stresses are perceived most

пе, что позвол ет регулировать этот параметр в меньшем диапазоне высот, за счет чего обеспечиваютс лучшие эксплуатационные характеристики рессоры (уменьшение габаритов, жесткости за счет меньших величин моментов инерции в сечени х).ne, which allows you to adjust this parameter in a smaller range of heights, thereby providing better performance characteristics of the spring (reduction in size, rigidity due to smaller values of the moments of inertia in the cross sections).

При максимальной высоте листа (2-5) наиболее полно используютс возможности увеличени прочности про фил при умеренном увеличении жесткости . Если высота h меньще 2, то момент сопротивлени сечени возрастает не более., чем в 2 раза по сравнению с пр моугольным сечением толщиной В, в этом случае производство профилированного листа нецелесообраз но; если больше 5S, то момент сопротивлени растет с увеличением высоты линейно, в то врем как момент инерции - по параболическому закону, т.е при незначительном увеличении прочности заметно увеличиваютс габариты и жесткость сечени .With a maximum sheet height (2-5), the possibilities of increasing the strength of the profiles with the moderate increase in rigidity are most fully used. If the height h is less than 2, then the moment of resistance of the cross section increases by no more than 2 times as compared with the rectangular section of thickness B, in this case the production of the profiled sheet is not practical; if it is greater than 5S, then the moment of resistance grows linearly with increasing height, while the moment of inertia is parabolic, i.e., with a slight increase in strength, the dimensions and rigidity of the section increase markedly.

При h -i5S м;омент сопротивлени с увеличением высоты растет ускоренно поэтому при линейном распределении усилий в сечени х листа рессоры с максимумом в центре целесообразно задавать функцию изменени высоты, выпуклой с максимумом в центре. При этом получают балку равного сопротив лени и минимальной толщины, а ее суммарна жесткость при данной толщине в этом случае минимальна за сче рационального распределени напр жений по длине. Таким образом, уменьшаетс металлоемкость и жесткость листа. Наиболее важно выполнение зто го услови в наиболее нагруженной средней части с максимальной высотой где момент инерции особенно сильно зависит от высоты, и его всегда целе сообразно выполн ть по меньшей мере на половине длины листа. При выполнении этого услови на большей длине нарушаетс симметри функции h(x) относительно точки перегиба, что за25With h -i5S m; the resistance impedance increases rapidly with increasing height; therefore, with a linear distribution of forces in the spring section with a maximum in the center, it is advisable to set the function of height variation, convex with a maximum in the center. In this case, a beam of equal resistance and minimum thickness is obtained, and its total rigidity at a given thickness in this case is minimal due to the rational distribution of stresses along the length. In this way, the intensity and rigidity of the sheet is reduced. The most important is the fulfillment of this condition in the most loaded middle part with the maximum height where the moment of inertia especially depends on the height, and it is always expedient to carry it out at least half the length of the sheet. When this condition is fulfilled at a greater length, the symmetry of the function h (x) with respect to the inflection point is violated

30thirty

3535

4040

4545

удаленными волокнами, принадлежащими, трудн ет изготовление листа. При егоremoved fiber makes it difficult to manufacture a sheet. With his

соответственно, центральному 3 и концевым 2 и 4 участкам и образующими плоскости, что повышает эффективность использовани металла. Изменение рассто ни между плоскост ми максимальных напр жений (высоты такого сечени ) значительно больше вли ет на его прочностные характеристики (момент сопротивлени ), чем в прототи55respectively, the central 3 and the terminal 2 and 4 sections and forming planes, which increases the efficiency of metal utilization. A change in the distance between the planes of maximum stresses (the height of such a section) significantly affects its strength characteristics (moment of resistance) than in prototypes 55

выполнении на половине длины обеспечиваетс симметри , oбJIeгчaeтc изготовление , поэтому дальнейшее умень щение длины этого участка нецелесообразно .half-length is provided with a symmetry, it makes fabrication, therefore a further reduction in the length of this section is impractical.

При ширине среднего участка сечени , превышающей суммарную ширину концевых участков на 1/20-1/4 общей ширины листа, обеспечиваетс соотноfOWhen the width of the middle section of the section exceeds the total width of the end sections by 1 / 20-1 / 4 of the total width of the sheet, the ratio of

f5f5

, а , but

е 310542 -2e 310542 -2

При максимальной высоте листа (2-5) наиболее полно используютс возможности увеличени прочности профил при умеренном увеличении жесткости . Если высота h меньще 2, то момент сопротивлени сечени возрастает не более., чем в 2 раза по сравнению с пр моугольным сечением толщиной В, в этом случае производство профилированного листа нецелесообразно; если больше 5S, то момент сопротивлени растет с увеличением высоты линейно, в то врем как момент инерции - по параболическому закону, т.е. при незначительном увеличении прочности заметно увеличиваютс габариты и жесткость сечени .With a maximum sheet height (2-5), the possibilities of increasing the strength of a profile with a moderate increase in stiffness are most fully used. If the height h is less than 2, then the moment of resistance of the cross section increases by no more than 2 times as compared with the rectangular section of thickness B, in this case the production of the profiled sheet is not advisable; if more than 5S, then the moment of resistance increases with increasing height linearly, while the moment of inertia is parabolic, i.e. with a slight increase in strength, the dimensions and rigidity of the section increase markedly.

При h -i5S м;омент сопротивлени с увеличением высоты растет ускоренно, поэтому при линейном распределении усилий в сечени х листа рессоры с максимумом в центре целесообразно задавать функцию изменени высоты, выпуклой с максимумом в центре. При этом получают балку равного сопротивлени и минимальной толщины, а ее суммарна жесткость при данной толщине в этом случае минимальна за счет рационального распределени напр жений по длине. Таким образом, уменьшаетс металлоемкость и жесткость листа. Наиболее важно выполнение зто- го услови в наиболее нагруженной средней части с максимальной высотой, где момент инерции особенно сильно зависит от высоты, и его всегда целесообразно выполн ть по меньшей мере на половине длины листа. При выполнении этого услови на большей длине нарушаетс симметри функции h(x) относительно точки перегиба, что за25With h -i5S m; the resistance moment increases rapidly with increasing height, therefore, with a linear distribution of forces in the spring section with a maximum in the center, it is advisable to set the function of height variation, convex with a maximum in the center. In this case, a beam of equal resistance and minimum thickness is obtained, and its total rigidity at a given thickness in this case is minimal due to the rational distribution of stresses along the length. In this way, the intensity and rigidity of the sheet is reduced. The most important is the fulfillment of this condition in the most loaded middle part with the maximum height, where the moment of inertia especially depends on the height, and it is always advisable to perform it at least half the length of the sheet. When this condition is fulfilled at a greater length, the symmetry of the function h (x) with respect to the inflection point is violated

30thirty

3535

4040

4545

трудн ет изготовление листа. При егоdifficult to manufacture sheet. With his

выполнении на половине длины обеспечиваетс симметри , oбJIeгчaeтc изготовление , поэтому дальнейшее умень- щение длины этого участка нецелесообразно .half-length is provided with a symmetry, it makes fabrication, therefore a further reduction in the length of this section is impractical.

При ширине среднего участка сечени , превышающей суммарную ширину концевых участков на 1/20-1/4 общей ширины листа, обеспечиваетс соотно313When the width of the middle section of the section exceeds the total width of the end sections by 1 / 20-1 / 4 of the total width of the sheet, a ratio of 313 is provided.

Claims

The maximum compressive stresses (end sections) and tensile (average) within 1.15-1.8, which is optimal for various types of spring steel and ensures the rational use of steel, a decrease in metal intensity. If less than 1/20 is exceeded, the maximum compressive stresses approach the tensile strengths, the ability of the metal to work in compression is not fully utilized, and if more than 1/4 is exceeded, the tensile stresses at maximum compressive strengths become less than the limit, the material also used irrationally, the formula of the invention

Spring, made in the form of a sheet of permanent sheet tol05424

length, symmetrical with respect to the transverse and longitudinal planes, the height of the profile in the middle, equal to 2-5 thicknesses, and decreasing in length to the ends, and the cross section consists of the middle and equal in width straight line end portions, which differs from to reduce metal consumption and reduce

About stiffness due to redistribution of stresses in the sheet, the middle section has a central rectilinear part parallel to the end sections, and the inclined sections connecting them, the width of the central part more than the total width of the end sections by 1 / 20-1 / 4 of the total width leaf, and the spring is convex in the middle part for at least half of its

20 lengths.

in

(puS.1

Editor E. Sligan

Compiled by E Neselovsky

Tehred M. Khodanich Proofreader L. Patay

Order 1876/31 Circulation 812 Subscription

VNIIPN USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4