[發明專利]外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計方法

在審

• 申請號: 201410665064.3
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104318040A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 周長城;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: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計方法，屬于駕駛室懸置技術領域。本發明可根據外偏置非同軸式駕駛室穩定桿的結構和材料特性參數，利用穩定桿系統的側傾角剛度與扭管的等效線剛度及橡膠襯套的等效組合線剛度之間的關系，建立橡膠套外圓半徑的設計數學模型，并利用Matlab對其進行求解設計。通過設計實例及仿真驗證可知，該方法可得到準確可靠的橡膠套外圓半徑的設計值。利用該方法，可在不增加產品成本的前提下，僅通過橡膠襯套外圓半徑的調整設計，提高穩定桿系統的設計水平、質量和性能，提高車輛行駛平順性和安全性；同時，還可降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。

技術領域

本發明涉及車輛駕駛室懸置，特別是外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計方法。

背景技術

橡膠襯套由內圓套筒、橡膠套和外圓套筒組成，而橡膠套外圓半徑對駕駛室穩定桿系統的側傾角剛度具有重要影響。在實際駕駛室穩定桿設計中，可在保持穩定桿其他結構參數不變的情況下，僅通過對橡膠套外圓半徑及其厚度的調整設計，調整駕駛室穩定桿系統的側傾角剛度，使其達到并滿足車輛側傾角剛度的設計要求值。然而，由于外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統是一個由剛體、彈性體及柔性體三者組成的耦合體，并且扭管存有彎曲和扭轉的耦合，其分析計算非常復雜，因此，對于外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計，國內、外一直未能給出可靠的解析設計方法。目前，國內外對于駕駛室穩定桿系統的設計，大都是利用ANSYS仿真軟件，通過實體建模對給定結構的駕駛室穩定桿系統的特性進行仿真驗證，盡管該方法可得到比較可靠的仿真數值，然而，由于仿真分析只能對給定參數的穩定桿特性進行仿真驗證，無法提供精確的解析設計式，不能實現解析設計，更不能滿足駕駛室穩定桿系統CAD軟件開發的要求。因此，必須建立一種精確、可靠的外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計方法，滿足駕駛室懸置及穩定桿系統側傾角剛度的實際調整設計要求，在不增加產品成本的前提下，提高產品設計水平、質量和性能，提高車輛行駛平順性和安全性；同時，降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種簡便、可靠的外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計方法，其設計流程圖如圖1所示；外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的結構示意圖如圖2所示；穩定桿橡膠襯套的結構示意圖如圖3所示；穩定桿系統變形及擺臂位移的幾何關系圖如圖4所示。

為解決上述技術問題，本發明所提供的外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠套外圓半徑的設計方法，其特征在于采用以下設計步驟：

(1)駕駛室穩定桿系統的側傾線剛度Kws設計要求值的計算：

根據駕駛室穩定桿系統的側傾角剛度設計要求值穩定桿的懸置距離Lc，對該駕駛室穩定桿系統的側傾線剛度Kws的設計要求值進行計算，即

(2)外偏置非同軸式駕駛室扭管的等效線剛度KT的計算：

根據扭管長度Lw，內徑d，外徑D，外偏置量T，彈性模量E和泊松比μ，及擺臂長度l1，對穩定桿的扭管在駕駛室懸置安裝位置處的等效線剛度KT進行計算，即