組付/ 載荷リーフスプリング

組付 / 載荷リーフスプリングは、入手が容易な情報を使用してリーフスプリングをモデル化するために使用します。一般的に、トラックにはリーフスプリングが組み付けられていて、そのリーフスプリングに車軸の荷重がかかっていることは容易に理解できます。



図 1.

Assembled and Loadedオプションを使用してリーフスプリングをモデル化するには、リーフスプリングにかかる車軸の荷重のほかに、最終的な載荷位置（トラックに組み込んだ後の位置）におけるリーフスプリングのプロファイルが必要になります。これらの情報があると、指定の形状を持ち、各ビーム（リーフスプリングを構成する各リーフは、一組のビームを使用してモデル化します）に初期荷重がかかったリーフスプリングのモデルを容易に構築できます。このようなモデルから、指定の車軸荷重による総合的な荷重を知ることができます。

各ビームにかかる初期荷重は、次の前提に基づいて計算します：
  1. リーフアイ位置でのモーメントは0です。
  2. 車軸位置でのモーメントはすべてのリーフに均等にかかります。
  3. 初期荷重の計算では、先端接触のみを考慮します。
  4. 設計荷重では、masterリーフとgraduatedリーフのみを考慮します。つまり、設計荷重はmasterリーフとgraduatedリーフにのみ分散されます。

リーフスプリングの設計形状

以下の図は、平衡状態にあるリーフスプリングの設計形状を示しています。


図 2.
FeyeとFshackleの解析：


車軸位置でのこれらのフォースによるモーメントはになります。

このシステムにn枚のリーフがある場合は、上記の前提に従い、リーフごとにM/nのモーメントが発生します。

tipLoads

最も下のリーフでM/nのモーメントを発生するには、次の式が成立する必要があります。




は、接触力の方向が成す角度です。

リーフどうしの接触は、次のようにいくつかのポイントで定義されます。


前提（3）から、tipLoadsが最終静止位置で作用するには次の式が成立する必要があります。


リーフ（n-1）の場合は次のようになります。




同様に、すべてのリーフについてtipLoadsが計算され、X1が変更されます。

ビームに対する初期荷重

リーフを平衡状態にするために、ビームにはtipLoadsとは逆方向の初期荷重がかかります。


図 3. リーフスプリングの個別リーフ

リーフnのビームiについて、以下の作用反作用が作用します。

以下のフォースとモーメントによる作用反作用の力

ビームがフロント側にある場合は、フォースとモーメントr 　× による作用反作用力が追加され、

ビームがリア側にある場合は、フォースとモーメントr × による作用反作用力が追加されます。

また、

ビームがフロント側にある場合は、フォースとモーメントr1 × による作用反作用力が追加され、

ビームがリア側にある場合は、フォースとモーメントr1 × による作用反作用力が追加されます。