[發(fā)明專利]內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410612107.1
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104318033B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周長城;焦學(xué)健;袁光明;程正午;潘禮軍;曹海琳
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 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

本發(fā)明涉及內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法，屬于車輛駕駛室懸置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)及扭管的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特性參數(shù)，利用扭管彎曲和扭轉(zhuǎn)變形及載荷之間的關(guān)系，建立了扭管的彎曲載荷系數(shù)，并通過彎曲正應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，建立了內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法。通過實(shí)例計(jì)算及ANSYS仿真驗(yàn)證可知，該方法可得到準(zhǔn)確可靠的內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算值，為駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了可靠的應(yīng)力強(qiáng)度校核計(jì)算方法。利用該方法可提高駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量和性能，提高車輛的行駛平順性和安全性；同時(shí)，還可降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛駕駛室懸置，特別是內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法。

背景技術(shù)

由于受扭管扭轉(zhuǎn)和彎曲變形及載荷之間的相互耦合等關(guān)鍵問題的制約，對于內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)，一直未能給出可靠的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法。目前，國內(nèi)外對于駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的應(yīng)力強(qiáng)度校核，大都是利用ANSYS仿真軟件，通過實(shí)體建模對扭管應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行仿真分析，盡管該方法可得到比較可靠的仿真數(shù)值，然而，由于不能提供精確的解析計(jì)算式，因此，不能滿足駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)解析設(shè)計(jì)及CAD軟件開發(fā)的要求。隨著車輛行業(yè)的快速發(fā)展及車輛行駛速度的不斷提高，對駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，必須建立一種精確、可靠的內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法，滿足穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量和性能，提高車輛行駛平順性和安全性；同時(shí)，還可降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡便、可靠的內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法，其計(jì)算流程圖如圖1所示；內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示；內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的擺臂及扭管變形與位移關(guān)系的示意圖，如圖3所示。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的扭管應(yīng)力強(qiáng)度校核方法，其特征在于采用以下計(jì)算步驟：

(1)計(jì)算內(nèi)偏置扭管的彎曲載荷系數(shù)β_F：

根據(jù)扭管的長度L_W，泊松比μ，內(nèi)偏置量T，擺臂長度l₁，利用內(nèi)偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的擺臂和扭管變形位移及載荷之間的關(guān)系，對內(nèi)偏置扭管的彎曲載荷系數(shù)β_F進(jìn)行計(jì)算，即

(2)計(jì)算內(nèi)偏置扭管的最大彎曲正應(yīng)力σ_max：

根據(jù)穩(wěn)定桿在擺臂的懸置位置處承受的載荷F，扭管的長度L_W，內(nèi)徑d，外徑D，及步驟(1)中計(jì)算得到的扭管的彎曲載荷系數(shù)β_F，對內(nèi)偏置扭管的最大彎曲正應(yīng)力σ_max進(jìn)行計(jì)算，即

(3)計(jì)算內(nèi)偏置扭管的最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τ_max：

根據(jù)穩(wěn)定桿在擺臂的懸置位置處承受的載荷F，扭管的內(nèi)徑d，外徑D，內(nèi)偏置量T，及擺臂長度l₁，對內(nèi)偏置扭管的最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τ_max進(jìn)行計(jì)算，即

(4)計(jì)算內(nèi)偏置扭管的最大復(fù)合應(yīng)力σ_Cmax：

根據(jù)步驟(2)中計(jì)算得到的最大彎曲正應(yīng)力σ_max，步驟(3)中計(jì)算得到的最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力τ_max，利用第四強(qiáng)度理論，對內(nèi)偏置扭管的最大復(fù)合應(yīng)力σ_Cmax進(jìn)行計(jì)算，即