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左安梅
一、汽车直线行驶时，钢板弹簧动态受力分析
汽车直线行驶时，钢板弹簧除承受垂直方向的静载荷外，还承受纵向力及冲击载荷等。
（1）
纵向力（制动力或驱动力）
汽车紧急制动时，前钢板弹簧承受载荷最大，在板簧后半段出现最大应力，此时作用在板簧上的载荷为：
P1=m1G1L1+L2
(L2-Φc) P2=m1G1L1+L2
(L1+Φc) 式中 G1——作用在车轮上载荷，N；
C——板簧固定点至路面距离，mm；
L1、L2——板簧前、后段长度，mm；
φ——路面附着系数，取Φ=0.8；
m1——制动时前轴载荷分配系数，对于载货汽车，m1=1.4~1.6。
前钢板弹簧后半段应力为：
σ1max= m1G1(L1+φc)L2(L1+L2)W0
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式中 W0——钢板弹簧总断面系数，mm 3
；
汽车驱动时，后钢板弹簧承受载荷最大，在板簧前半段出现最大应力：
σ2max= m2G2(L2-φc)L1(L1+L2)W0
+m2G2φbh 式中 G2——作用在后轮上载荷，N；
汽车动态m2——驱动时后桥载荷分配系数，对于载货汽车，m2=1.1~1.2。
若后悬架为两级刚度复式钢板弹簧时，应先求出汽车在驱动时主、副弹簧上各自承受的载荷，然后再按上式计算主片应力。
（2） 冲击载荷
钢板弹簧达到极限动行程时，弹簧应力达最大值，极限动行程一般指弹簧与缓冲块相碰时行程。极限应力σmax=σ（fm+fd）
一般弹簧σmax≤900~1000N/ mm 2 二、汽车转弯时，钢板弹簧受力分析
（1） 悬架横向角刚度
前、后悬架都是纵置钢板弹簧，没有横向稳定杆时，悬架横向角刚度为：
Kα=0.5（K 1D 12+K 2D 22
）
式中 Kα——悬架横向角刚度，N·mm/rad；
K 1 ——前板簧垂直刚度，N /mm；
K 2 ——后板簧垂直刚度，N /mm；
D1——前悬架板簧中心距，mm；
D2——后悬架板簧中心距，mm。
（2） 侧倾力臂
侧倾力臂是指簧载质量的质心到侧倾轴线距离。计算侧倾力臂h 值时，首先应确定簧载质量的质心和侧倾轴线位置。
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假设非簧载质量的质心位于车轮中心，那么簧载质量的质心离地面高度hs 为： hs=Ghg-GuR G-Gu
as=P2P1+P2
L 式中 as——簧载质量的质心至前轴的水平距离，mm；
hg——整车的质心离地面高度，mm；
L——轴距，mm；
R——车轮半径，mm；
G——汽车最大总重力N；
Gu——非簧载总载荷，N；
P1——前板簧簧载载荷，N；
P2——后板簧簧载载荷，N。
板簧固定在半轴之上时，弹簧侧倾中心Om 位于主片中心H1、H2两点连线上，如下图
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由此可以求出前、后悬架侧倾中心离地高度h1及h2值，连接两点的直线就是侧倾轴线。
侧倾力臂h 为：
h=hs-h1-as L
(h2-h1) （3） 侧倾角计算
汽车做稳态行驶时，簧载质量侧倾角决定于侧倾力矩Mα与悬架横向角刚度Kα，即 α=MαKα
侧倾力矩Mα由两部分组成，即簧载质量离心力引起的侧倾力矩和侧倾后因簧载质量的质心横向偏移引起的侧倾力矩。
α=GsV 2
h gR(Kα-Gs h)
式中 α——簧载质量侧倾角，rad；
Gs——簧载质量（Gs=G- Gu），N；
V——汽车稳态圆周行驶速度，Km/h；
R——汽车质心处转弯半径，m。
侧倾角大小直接影响汽车操纵稳定性和平顺性，侧倾角过大，使乘客感到不安全、不舒适，侧倾角过小，因悬架角刚度过大，车轮一侧遇到凸起或凹坑时，车厢内有冲击感，
平顺性较差。因此侧倾角大小应适宜，一般推荐当侧向加速度V 2R
=0.4g 时，载货汽车车厢
5侧倾角一般不大于6°。
三、制动时汽车纵倾角计算
汽车制动时车身绕横轴转动一角度，即汽车纵倾角。其值和悬架结构及前、后悬架刚度有关。纵倾角过大给人一种不舒适感觉，并使汽车前轮定位变坏，影响汽车操纵稳定性。因此悬架设计时，对汽车纵倾角予以适当控制。
汽车制动时，因前、后轮制动力引起的前、后轴荷转移△G，分别等于前、后弹簧变形产生的力F1及F2，即
F1=F2=△G
△ G=φ·G hs L
轴荷转移后，前轴载荷增加△G。如果前、后悬架是线性弹簧（如钢板弹簧），那么由于轴荷转移引起的前、后弹簧变形为：
S1=F12K1
（mm） S2=F22K2 （mm） 式中 S1——前弹簧因轴荷转移产生的变形，mm；
S2——后弹簧因轴荷转移产生的变形，mm。
汽车纵向倾角θ如图：
θ=S1+S2L
（rad）
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