在復合材料板簧的結構設計中需要綜合考慮許多方面,下面分別簡要闡述:
?。?)復合材料的特性。與金屬材料相比,復合材料的壓縮強度明顯小于拉伸強度;具有各向異性和非均質(zhì)性的力學性能;設計時應考慮制造工藝的可行性;層間強度低。因此,在復合材料板簧的結構設計中要優(yōu)先保證承受壓力部位的強度,考慮制造工藝的可行性,并在配套的鋪層設計中充分利用增強纖維來避免分層破壞。
(2)復合材料板簧的可靠性。復合材料板簧的主要破壞形式是接頭結構破壞和鋪層之間發(fā)生分層破壞。因此,在復合材料板簧的結構設計中要優(yōu)先保證接頭結構的強度,并從結構上降低分層的可能性。
(3)載荷傳遞的有效性。傳遞載荷是汽車板簧的重要功能,要保證載荷在板簧總成上的有效傳遞,除了在結構上保證板簧零件之間的有效連接以外,還要保證相關結構具有高的可靠性。
?。?)與鋼板彈簧的互換性。在結構設計過程中,不應改變與板簧安裝相關的外部結構尺寸,在固定的連接尺寸和空間框架內(nèi)設計復合材料板簧的結構,以保證其與鋼板彈簧的互換性。
?。?)防止板簧與車輛原有結構發(fā)生運動干涉。由于板簧在服役過程中處于不斷變形的狀態(tài),因此如果結構不合理,就可能與車輛的原有結構發(fā)生運動干涉。在復合材料板簧結構設計過程中,需要對其進行運動校核,從結構上避免運動干涉情況的發(fā)生。
(6)要保證車身高度不變。板簧結構與車身高度直接相關,對整車的操縱穩(wěn)定性有直接影響,因此,需要從結構上保證換裝復合材料板簧后,整車的車身高度不變。
(7)要控制生產(chǎn)成本。生產(chǎn)成本的高低直接影響到復合材料板簧的推廣應用,因此在結構設計中要盡量降低零件數(shù)目,在保證可靠性的基礎上提高結構的工藝性,同時合理設計結構的尺寸和形狀,以避免材料的浪費