[發明專利]懸架穩定桿橡膠襯套厚度的設計方法

在審

• 申請號: 201410484452.1
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104200050A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 周長城;于曰偉;宋群;潘禮軍;程正午;曹海琳
• 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.懸架穩定桿橡膠襯套厚度的設計方法，其具體設計步驟如下：

(1)計算穩定桿端部的垂向位移變形系數G_w：

根據橫向穩定桿的總長度l_c，臂長l₁，兩個橡膠襯套之間的安裝距離l₀過渡圓弧半徑R，過渡圓弧的圓心角θ，材料彈性模型E和泊松比μ，對穩定桿端部的垂向位移變形系數G_w進行計算，即：

b2(h)=-(ra+h)((ra+h)2+3ra2)[I(1,αhb)K(0,αa)+K(1,αhb)I(0,αa)],]]>

式中，G1=64l133,G2=-64[(l1cosθ+Rsinθ)3+18(l0-lc)3]3,]]>

G3=64R[12l12(θ+sin2θ2)+12R2(θ-sin2θ2)+l1Rsin2θ],G4=8l0(l0-lc)23,]]>

G5=64R(μ+1)[R2(3θ2+sin2θ4-2sinθ)+12l12(θ-sin2θ2)+4l1Rsin4θ2],]]>

G₆＝-32(μ+1)[R(cosθ-1)-l₁sinθ]²[2l₁cosθ-l_c+2Rsinθ]；

(2)建立橡膠襯套徑向線剛度K_x的表達式：

根據橡膠襯套的內圓半徑r_a，外圓半徑r_b＝r_a+h，其中，h即為橡膠襯套厚度設計的參量，軸向長度L，彈性模量E_x，泊松比μ_x，以h作為待設計參變量，建立橡膠襯套徑向線剛度K_x的計算表達式，即

Kx(h)=1u(h)+y(h);]]>

其中，K_x(h)是關于橡膠襯套厚度h的表達式；

u(h)=(1+μx)2πExL[lnra+hra-(ra+h)2-ra2ra2+(ra+h)2],]]>

y(h)=a1(h)I(0,αhb)+a2(h)K(0,αhb)+a3(h)+(1+μx)5πExL[ln(ra+h)+(ra+h)2ra2+(ra+h)2],]]>

α_hb＝α(r_a+h),α_a＝αr_a，

a1(h)=(1+μx)[K(1,αa)ra(ra2+3(ra+h)2)-K(1,αhb)(ra+h)(3ra2+(ra+h)2)]5πExLraαhb(ra2+(ra+h)2)[I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)],]]>

a2(h)=(μx+1)[I(1,αa)ra(ra2+3(ra+h)2)-I(1,αhb)(ra+h)(3ra2+(ra+h)2)]5πExLraαhb(ra2+(ra+h)2)[I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)],]]>

a3(h)=-(1+μx)(b1(h)+b2(h)+b3(h))5πExLraαhb(ra2+(ra+h)2)[I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)],]]>

b1(h)=ra(ra2+3(ra+h)2)[I(1,αa)K(0,αa)+K(1,αa)I(0,αa)],]]>

b2(h)=-(ra+h)((ra+h)2+3ra2)[I(1,αhb)K(0,αa)+K(1,αhb)I(0,αa)],]]>

b3(h)=αa(ra+h)[ra2+(ra2+(ra+h)2)lnra][I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)];]]>

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

I(1,α_a)，K(1,α_a)；I(0,α_a)，K(0,α_a)；

(3)橡膠襯套厚度h設計數學模型的建立及設計計算：

根據前橋或后橋的輪距B，穩定桿的直徑d，總長度l_c，兩橡膠襯套之間的安裝距離l₀，穩定桿系統側傾角剛度的設計要求值步驟(1)中計算所得到的穩定桿端部的垂向位移變形系數G_w，及步驟(2)中所建立的橡膠襯套徑向線剛度表達式K_x(h)，建立橡膠襯套厚度h的優化設計數學模型，即：

利用Matlab計算程序，求解上述數學模型，便可得到在穩定桿結構及橡膠襯套安裝位置不變條件下，準確、可靠的橡膠襯套厚度h的優化設計值。