一種碟形彈簧力學特性的試驗研究方法

卜 剛，張寶龍，高建和，郭 斌

（1.揚州大學 機械工程學院，江蘇 揚州 225127；2.揚州大學 廣陵學院，江蘇 揚州 225127；3.揚州核威碟形彈簧制造有限公司，江蘇 揚州 225008）

0 引言

碟形彈簧本身具有幾何非線性，有的還具有材料非線性，而組合碟簧應用時碟簧之間以及碟簧和模架之間也具有接觸非線性。因此研究具有多重非線性的組合碟簧時，往往不能根據單片碟簧的經驗公式以及性能研究方法來處理組合碟簧。本文提出一種可行的碟簧組合力學特性試驗研究方法，對碟簧組的剛度、強度和阻尼等靜動態力學特性進行分析研究，具有重要的工程意義。

1 試驗裝置的設計

根據GB／T1972－2005以及碟簧模架實際加工中的方便可行性選擇型號B16的碟簧［1］組成碟簧組合來構造具體試驗裝置，其單片碟簧幾何參數為Φ56×Φ28.5×2×3.6－B2，允許最大加載力F（f＝0.75h0）＝4 440 N，如圖1所示。其中，f為變形量，D＝56 mm，d＝28.5 mm，t＝2 mm，H0＝3.6 mm，h0＝1.6 mm。

圖1 型號B16碟形彈簧

根據所選碟簧型號設計相應模架，構成整套試驗裝置，如圖2所示。碟簧材料為60Si2Mn A，要保證底座、壓板和導柱的硬度高于碟簧硬度，達到55 HRC左右，材料需采用40Cr，并進行熱處理，且表面粗糙度低于Ra3.2。

裝置可安裝不同組合方式的碟簧組，本試驗采用單片八對合、兩疊六對合和三疊四對合（見圖3）組合形式來考察各組合方式下碟簧的力學性能。碟簧不同組合方式下該裝置的幾何參數見表1。

2 碟簧組合力學試驗方法

本文應用電測法［2］對碟形彈簧進行靜、動態測試，分析碟簧組在靜態、動態激勵下的力學性能，如承載力、剛度和阻尼等?！?br>