[發明專利]車輛懸架側傾角剛度的校核方法

在審

• 申請號: 201410476073.8
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104182597A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 周長城;郭劍;提艷;安艷;高炳凱;于曰偉
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.車輛懸架側傾角剛度的校核方法，其具體步驟如下：

(1)車輛懸架所需要的總側傾角剛度的計算：

根據車輛車身質量m_s，車身質心與側傾軸間的距離h_s，車輪半徑r，側向加速度a_y，及車輛設計所要求的車身最大側傾角對車輛懸架所需要的總側傾角剛度進行計算，即：

其中，g為重力加速度；

(2)前、后懸架彈簧的側傾角剛度和的計算：

根據車輛的前輪距B_f和后輪距B_r，前擺臂長度T_1f，后擺臂長度T_1r，前、后懸架彈簧安裝位置到擺臂鉸鏈點之間的距離T_2f和T_2r，及前、后懸架彈簧的線剛度k_sr和k_sr，對前、后懸架彈簧的側傾角剛度分別進行計算，即：

(3)前、后懸架穩定桿端部垂向位移的變形系數G_wf和G_wr的計算：

根據前、后懸架穩定桿的總長度l_cf和l_cr，中間兩個橡膠襯套的安裝距離l_0f和l_0r，前、后穩定桿的臂長l_1f和l_1r，前、后穩定桿的過渡圓弧半徑R_f和R_r，過渡圓弧的圓心角θ_f和θ_r，及材料彈性模型E和泊松比μ，對前、后懸架穩定桿端部垂向位移的變形系數G_wf和G_wr進行計算，分別為：

Gwf=Q1f-Q2f+Q3f+Q4f+Q5f-Q6fπE,]]>

Gwr=Q1r-Q2r+Q3r+Q4r+Q5r-Q6rπE,]]>

式中，Q1f=64l1f33,Q2f=64[(l1fcosθf+Rfsinθf)3+18(l0f-lcf)3]3,]]>

Q3f=64Rf[12l1f2(θf+sin2θf2)+12Rf2(θf-sin2θf2)+l1fRfsin2θf],Q4f=8l0f(l0f-lcf)23,]]>

Q5f=64Rf(μ+1)[Rf2(3θf2+sin2θf4-2sinθf)+12l1f2(θf-sin2θf2)+4l1fRfsin4θf2],]]>

Q_6f＝32(μ+1)[R_f(cosθ_f-1)-l_1fsinθ_f]²[2l_1fcosθ_f-l_cf+2R_fsinθ_f]；

Q1r=64l1r33,Q2r=64[(l1rcosθr+Rrsinθr)3+18(l0r-lrc)3]3,]]>

Q3r=64Rr[12l1r2(θr+sin2θr2)+12Rr2(θr-sin2θr2)+l1rRrsin2θr],Q4r=8l0r(l0r-lcr)23,]]>

Q5r=64Rr(μ+1)[Rr2(3θr2+sin2θr4-2sinθr)+12l1r2(θr-sin2θr2)+4l1rRrsin4θr2],]]>

Q_6r＝32(u+1)[R_r(cosθ_r-1)-l_1rsinθ_r]²[2l_1rcosθ_r-l_cr+2R_rsinθ_r]；

(4)前、后穩定桿橡膠襯套徑向線剛度K_xf和K_xr的解析計算：

根據前、后橡膠襯套的內圓半徑r_af和r_ar，外圓半徑r_bf和r_br軸向長度L_f和L_r，及橡膠襯套的彈性模量E_x，泊松比μ_x，對前、后懸架橡膠襯套的徑向線剛度分別進行計算，即：

Kxf=1ur(rbf)+y(rbf),Kxr=1ur(rbr)+y(rbr);]]>

其中，ur(rb)=1+μx2πExL(lnrbra-rb2-ra2ra2+rb2),]]>

y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+1+μx5πExL(lnrb+rb2ra2+rb2),]]>

a1=(1+μx)[K(1,αra)ra(ra2+3rb2)-K(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αr2)I(1,αrb)](ra2+rb2),]]>

a2=(μx+1)[I(1,αra)ra(ra2+3rb2)-I(1,αrb)rb(3ra2+rb2)5πExLαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)](ra2+rb2),]]>

a3=-(1+μx)(b1-b2+b3)5πExLαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)](ra2+rb2);]]>

b1=[I(1,αra)K(0,αra)+K(1,αra)I(0,αra)]ra(ra2+3rb2),]]>

b2=[I(1,αrb)K(0,αra)+K(1,αrb)I(0,αra)]rb(rb2+3rb2),]]>

b3=αrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)][ra2+(ra2+rb2)lnra],]]>

α=215/L,]]>

Bessel修正函數I(0,αr_b)，K(0,αr_b)，I(1,αr_b)，K(1,αr_b)，

I(1,αr_a)，K(1,αr_a)，I(0,αr_a)，K(0,αr_a)；

I(0,α_af)，K(0,α_af)；

其中，u(dr)=1+μx2πExLr(lndr+2hr+2Δlrdr+2Δlr-(dr+2Δlr+hr)hrNr)]]>

y(dr)=a1rI(0,αbr)+a2rK(0,αbr)+a3r+1+μx5πExLr(ln(dr2+hr+Δlr)+(dr+2hr+2Δlr)24Nr),]]>

a1r=(1+μx)[K(1,αar)Mr-K(1,αbr)Pr]5πExLrαrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)]Nr,]]>

a2r=(μx+1)[I(1,αar)Mr-I(1,αbr)Pr]5πExLrαrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)Nr,]]>

a3r=(1+μx)(b1r+b2r+b3r)5πExLrαrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)]Nr,]]>

Nr=2(dr2+Δlr)2+hr2+2(dr2+Δlr)hr;]]>

Mr=(dr2+Δlr)[(dr2+Δlr)2+3(dr2+hr+Δlr)2],]]>

Pr=(dr2+hr+Δlr)[3(dr2+Δlr)2+(dr2+hr+Δlr)2],]]>

αar=αr(dr2+Δlr),αr=215/Lr,αbr=αr(dr2+hr+Δlr),]]>

Rabr=(dr2+hr+Δlr)(dr2+Δlr);]]>

b_1r＝[I(1,α_ar)K(0,α_ar)+I(0,α_ar)K(1,α_ar)]M_r，

b_2r＝-[I(1,α_br)K(0,α_ar)+I(0,α_ar)K(1,α_br)]P_r，

b3r=αrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)][(dr2+Δlr)2+Nrln(dr2+Δlr)];]]>

Bessel修正函數：I(0,α_br)，K(0,α_br)，I(1,α_br)，K(1,α_br)；

????????????????I(1,α_ar)，K(1,α_ar)，I(0,α_ar)，K(0,α_ar)；

(5)前、后穩定桿系統的側傾角剛度和的校核計算：

根據車輛前、后橋的輪距B_f和B_r，前、后懸架穩定桿的直徑d_f和dr，長度l_cf和l_cr，前、后穩定桿橡膠襯套安裝距離長度l_0f和l_0r，步驟(3)中計算所得到的前、后穩定桿的端點處的變形系數G_wf和G_wr，步驟(4)中計算所得到的前、后橡膠襯套的徑向剛度K_xf和K_xr，對前、后穩定桿系統的側傾角剛度和分別進行校核計算，即：

(6)車輛總側傾角剛度的校核計算：

根據步驟(2)中計算所得到的前、后懸架彈簧的側傾角剛度和步驟(5)中所得到的前、后穩定桿系統的側傾角剛度和對車輛總側傾角剛度進行校核計算，即:

如果車輛總側傾角剛度的校核計算值大于或等于步驟(1)中計算所得到的車輛所要求的設計值即則車輛側傾角剛度滿足車輛設計要求；否則，如果則車輛側傾角剛度不滿足車輛設計要求，需要對前后懸架穩定桿系統進行調整設計。