叶子泉，通过设计更好

除了新的轻量级车身外，商用车辆提供了一种新的重量保存设计．这次是悬架单元的转弯，其重量通过弹簧设计减小，这些弹簧设计可以优化使用它的钢的性质。

抛物面锥形叶片弹簧设计用于在先前非常高的重量组分中提供显着且成本效益的重量（图1）。它们为传统的层压叶片弹簧提供替代品，提供：

• 减少约40％
• 优化材料性能的使用
• 最小的叶间摩擦和接触，因此能够使用更持久的防腐保护和改善行驶特性。

其他好处还包括提高燃油经济性或载重能力，以及在同等轴重的情况下减少道路损坏。

在传统的均匀厚度叶片弹簧中，中间长度是最高应力区域，设计叶的厚度以适应这种最大应力。然而，对于任一侧，应力随着距中心的距离而减小，并且使用钢的强度逐渐使用。

另一方面，抛物线锥形叶片弹簧设计，从中心向外的减小厚度设计。该区域以均匀的应力水平运行，类似于中心的均匀应力水平。这允许最大限度地使用材料性质，并减小截面厚度最小化弹簧的重量。

抛物线锥形钢板弹簧可以安装在标准层压钢板弹簧的位置，对车辆附件夹具的设计变化很小。它们使用传统冶金技术和弹簧钢生产，包括用于较薄型材的0.6%C-Cr (SAE 5160, BS970:525A58)和用于较厚型材的0.6%C-CrMo (SAE 4161, BS970:705A60)。叶片是通过热轧锥形截面制成的，然后在辊压成形后，它们被淬火和回火到大约450HB的硬度。

为了获得最大的抗疲劳性能，叶片被应力喷丸，以在表面形成高水平的有益残余压应力。这包括当它们处于紧张状态时，对单个叶子进行偏转和喷丸。然后它们被组装成最后的组件，这可能包括一些抛物线叶片，如图1。表1显示了每个弹簧节省的典型重量。

表格1。使用抛物线锥形叶子弹簧的典型重量节省。

目前在评估引入额外的重量储存的进一步发展涉及使用较低的碳钢，其硬化和回火到更高的强度水平。该较低碳钢提供较高的热处理强度，结合保留良好的延展性和韧性。目的是使用这些特征来提供改善的疲劳性和可能额外的15％重量储蓄。从射击喷丸后的更高强度和改进的亚表面压缩应力曲线的组合获得疲劳性增加。

这种新钢的淬透性经过调整，以确保在淬透性上具有完全的马氏体组织，从而产生至少与传统弹簧钢相同的塑性水平，尽管热处理强度更高。弹簧可以生产与标准抛物线锥形钢板弹簧类似的形式。与常规弹簧相比，典型热处理性能如表2所示。此外，实验室结果的威布尔分析表明，与0.6%C-Cr钢(SAE 5160)相比，从开发级别获得的弯曲疲劳性能有所改善。

表2。减肥弹簧钢的力学性能。

抛物面锥形叶子弹簧由谢菲尔德（英国）的Tinsley桥，以朝向石头的名义制作。上面描述的最新开发具有代码名称extralite。两种类型的弹簧都突出了当对特定应用的使用时优化了钢的组件改进的可能性。

主要作者:Bill Cook和David Owens

来源:《材料世界欧洲杯足球竞彩》，第8卷，第26-27页，2000年4月。

有关材料世界的更多信息，请访问欧洲杯足球竞彩材料研究所欧洲杯足球竞彩．