[發明專利]內偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的擺臂長度的設計方法

有效

• 申請號: 201410610630.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104361163B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 周長城;宋群;毛少坊;提艷;袁光明;高炳凱
• 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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.內偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的擺臂長度的設計方法，其具體設計步驟如下：

(1)駕駛室穩定桿系統側傾線剛度K_ws設計要求值的計算：

根據穩定桿系統的側傾角剛度設計要求值懸置距離L_c，對該駕駛室穩定桿系統的側傾線剛度K_ws的設計要求值進行計算，即

(2)穩定桿橡膠襯套的徑向剛度k_x的計算：

根據橡膠套的內圓半徑r_a，外圓半徑r_b，長度L_x，彈性模量E_x和泊松比μ_x，對穩定桿橡膠襯套的徑向剛度k_x進行計算，即

其中，

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)；

(3)內偏置非同軸式駕駛室穩定桿擺臂長度l₁設計數學模型的建立及求解設計：

①確定扭轉橡膠襯套的載荷系數的表達式β_F(l₁)

根據扭管的長度L_W，內偏置量T，材料泊松比μ，以擺臂長度l₁為待設計參變量，確定扭轉橡膠襯套的載荷系數表達式β_F(l₁)，即

②確定內偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠襯套的等效組合線剛度的表達式K_x(l₁)

根據扭管的內偏置量T，步驟(2)中計算所得到的橡膠襯套的徑向剛度k_x，及①步驟中所確定的扭轉橡膠襯套的載荷系數β_F(l₁)表達式，以擺臂長度l₁為待設計參變量，確定內偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠襯套的等效組合線剛度表達式K_x(l₁)，即

③確定內偏置非同軸式穩定桿的等效線剛度K_w(l₁)的表達式：

根據扭管的長度L_w，內偏置量T，內徑d，外徑D，彈性模量E和泊松比μ，以擺臂長度l₁為待設計參變量，確定穩定桿在駕駛室懸置安裝位置處的等效線剛度T_w(T)表達式，即

④建立非同軸式駕駛室穩定桿的擺臂長度l₁設計數學模型并對其進行設計：

根據步驟(1)中計算得到的穩定桿系統側傾線剛度設計要求值K_ws，②步驟中所確定的橡膠襯套的等效組合線剛度的表達式K_x(l₁)，③步驟中所確定的穩定桿的等效線剛度的表達式K_w(l₁)，建立非同軸式駕駛室穩定桿擺臂長度l₁設計數學模型，即

K_wsK_w(l₁)+K_wsK_X(l₁)-K_w(l₁)K_X(l₁)＝0；

利用Matlab程序，求解該④步驟中關于l₁的方程，便可得到非同軸式駕駛室穩定桿擺臂長度l₁的設計值；

(4)內偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統側傾角剛度的ANSYS仿真驗證：

利用ANSYS有限元仿真軟件，根據步驟(3)中設計所得到的擺臂長度l₁及穩定桿系統的其他結構參數和材料特性參數，建立ANSYS仿真模型，劃分網格，并在擺臂懸置位置處施加載荷F，對穩定桿系統的變形進行ANSYS仿真，得到穩定桿系統在擺臂最外端處的變形位移量f_A；

根據ANSYS仿真所得到的擺臂最外端處的變形位移量f_A，所設計的擺臂長度l₁，擺臂的懸置位置到最外端的距離Δl₁，穩定桿的懸置距離L_c，在擺臂懸置位置處所施加的載荷F，及步驟(2)中計算得到的橡膠襯套徑向剛度k_x，利用穩定桿系統變形及擺臂位移的幾何關系，對內偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統側傾角剛度的ANSYS仿真驗證值進行計算，即

f_ws＝f_C+F/k_x；

將該非同軸式駕駛室穩定桿系統側傾角剛度的ANSYS仿真驗證值與設計要求值進行比較，從而對所提供的內偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的擺臂長度的設計方法及參數設計值進行驗證。