具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，包括彈簧本體和卷耳構(gòu)成，卷耳的一端與彈簧本體復(fù)合為一體，卷耳的末端與彈簧本體之間有一開(kāi)口。本發(fā)明屬于具有集卷耳和彈簧為一體的復(fù)合材料板式彈簧，采用開(kāi)口的卷耳設(shè)計(jì)，使卷耳在局部變形和位移不受主體彈簧的限制，也沒(méi)有伴隨的應(yīng)力應(yīng)變產(chǎn)生，從而提高了復(fù)合材料板式彈簧的抗分層能力和抗破壞能力。由于整體卷耳在纖維的末端面并不與彈簧本體表面連接，這使卷耳可以相對(duì)與之連接的軸有更多的旋轉(zhuǎn)位移，但同時(shí)并不增加應(yīng)力應(yīng)變，從而增加了復(fù)合材料彈簧的承載能力和強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于具有集卷耳和彈簧為一體的復(fù)合材料板式彈簧，可以一次成型，在節(jié)省時(shí)間和成本的同時(shí)還能降低板式彈簧的重量。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種先進(jìn)的工程材料，復(fù)合材料特別是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料正在逐步取代傳統(tǒng)工程材料(如金屬材料和木材)廣泛地應(yīng)用于航天、航空、航海、建筑、汽車(chē)、體育及醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域，由于這類(lèi)材料具有重量輕、比剛度大、比強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)性好等特點(diǎn)，除了用于薄壁覆蓋件外，也越來(lái)越多地用于結(jié)構(gòu)承載件。近年來(lái)，復(fù)合材料板彈簧也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0003]但是目前最常見(jiàn)的復(fù)合材料彈簧是兩端使用鋼結(jié)構(gòu)與車(chē)體連接。即使存在有整體的復(fù)合材料連接件，它們的制造過(guò)程也很復(fù)雜，而且抗破壞能力很低。圖1給出了幾個(gè)常用的連接結(jié)構(gòu)。圖1 (a)所示的是通過(guò)螺栓螺孔與彈簧相連的鋼卷耳。這種連接雖然簡(jiǎn)單便宜，但在孔的周?chē)鷷?huì)形成應(yīng)力集中，從而影響彈簧的壽命。圖1 (C)圖1 (d)所示的連接中，彈簧的兩端在寬度方向有著凸出或者凹進(jìn)的輪廓，所以具有同樣凸出或者凹進(jìn)輪廓的鋼吊耳就可以與之連接。雖然這種連接因?yàn)椴挥勉@孔而避免了應(yīng)力集中，但是加工費(fèi)用隨之增加。圖1 (b)所示是一個(gè)與彈簧一體的卷耳結(jié)構(gòu)。但是在卷耳和彈簧連接處需要加固以避免開(kāi)裂。這種卷耳制造困難且造價(jià)高。當(dāng)然還有其它設(shè)計(jì)略微不同的整體卷耳設(shè)計(jì)，但是，與圖1 (b)所示的結(jié)構(gòu)一樣，由于閉合卷耳的兩端與彈簧主體連接，而且這種連接主要是通過(guò)基體材料實(shí)現(xiàn)的，而基體材料的強(qiáng)度比纖維材料低很多，所以界面很容易發(fā)生破壞，該破壞所釋放出來(lái)的大量彈性能又可以誘發(fā)彈簧主體的分層破壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足提供一種具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，該板式彈簧抗破壞性能強(qiáng)，而且該設(shè)計(jì)可以一次成型，在節(jié)省時(shí)間和成本的同時(shí)還能降低板式彈簧的重量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，包括彈簧本體和卷耳構(gòu)成，卷耳的一端與彈簧本體復(fù)合為一體，卷耳的末端與彈簧本體之間有一開(kāi)口。
[0005]上述具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，所述卷耳的末端面a是一平面，且末端面a與彈簧本體表面b平行。
[0006]上述具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，所述卷耳的末端面a是一平面，且末端面a與彈簧本體表面b之間有夾角。
[0007]上述具有開(kāi)口工整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，所述卷耳末端面a為是一弧形面。
[0008]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明屬于具有集卷耳和彈簧為一體的復(fù)合材料板式彈簧，采用開(kāi)口的卷耳設(shè)計(jì)，使卷耳在局部變形和位移不受主體彈簧的限制，也沒(méi)有伴隨的應(yīng)力應(yīng)變產(chǎn)生，從而提高了復(fù)合材料板式彈簧的抗分層能力和抗破壞能力。由于整體卷耳在纖維的末端面并不與彈簧本體表面連接，這使卷耳可以相對(duì)與之連接的軸有更多的旋轉(zhuǎn)位移，但同時(shí)并不增加應(yīng)力應(yīng)變，從而增加了復(fù)合材料彈簧的承載能力和強(qiáng)度。傳統(tǒng)的鋼板彈簧加工簡(jiǎn)單、專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，而本發(fā)明整體卷耳維護(hù)末端面不與彈簧本體表面連接，是根據(jù)機(jī)械力學(xué)特性設(shè)計(jì)的。本發(fā)明設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，加工容易，其中纖維層的鋪設(shè)也沒(méi)有特殊的安排，可以一次成型，從而有效地降低了復(fù)合材料彈簧的成本和重量。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)的復(fù)合材料板式彈簧結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4是本發(fā)明第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖2-圖4所示的一種具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，包括彈簧本體I和卷耳2構(gòu)成，卷耳2的一端與彈簧本體I復(fù)合為一體，卷耳2的末端與彈簧本體I之間
有一開(kāi)口 3。
[0014]如圖2所示，所述卷耳的末端面a是一平面，且末端面a與彈簧本體表面b平行。
[0015]如圖3所示，所述卷耳的末端面a是一平面，且末端面a與彈簧本體表面b不平行，即末端面a與彈簧本體表面b之間有夾角，但是卷耳末端面a的內(nèi)側(cè)與彈簧本體表面b之間的距離大于卷耳末端面外側(cè)與彈簧本體表面b之間的距離。
[0016]如圖4所示，所述卷耳的末端面a是一弧形面。
[0017]本發(fā)明的工作過(guò)程如下:本發(fā)明的重要優(yōu)越性在于它的抗破壞性能。由于在各種載荷的作用下，卷耳會(huì)有局部變形和位移，從而使卷耳的末端到主體彈簧表面的距離產(chǎn)生變化，如果卷耳的末端與彈簧本體表面是連接在一起的，這種局部變形和位移就會(huì)在連接處產(chǎn)生可以引起破壞的應(yīng)力應(yīng)變，而采用開(kāi)口的卷耳設(shè)計(jì)，使卷耳的局部變形和位移不受主體彈簧的限制，也沒(méi)有伴隨的應(yīng)力應(yīng)變產(chǎn)生，從而提高了復(fù)合材料板式彈簧的抗分層能力。
【權(quán)利要求】
1.一種具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，包括彈簧本體(I)和卷耳(2)構(gòu)成，其特征在于:卷耳(2)的一端與彈簧本體(I)復(fù)合為一體，卷耳(2)的末端與彈簧本體(I)之間有一開(kāi)口(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，其特征在于:所述卷耳的末端面a是一平面，且末端面a與彈簧本體表面b平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有開(kāi)口式整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，其特征在于:所述卷耳的末端面a是一平面，且末端面a與彈簧本體表面b之間有夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有開(kāi)口工整體卷耳的復(fù)合材料板式彈簧，其特征在于:所述卷耳末端面a為是一弧形面。
【文檔編號(hào)】F16F1/18GK103453059SQ201310326189
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】侯金平, 徐獻(xiàn)忠 申請(qǐng)人:漯河君叁材料高科有限公司