[發明專利]外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的懸置間距的設計方法

有效

• 申請號: 201410665510.0
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104361177B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 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

1.外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的懸置間距的設計方法，其具體設計步驟如下：

(1)外偏置非同軸式駕駛室扭管的等效線剛度K_T的計算：

根據扭管長度L_w，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K_T進行計算，即

KT=πE(D4-d4)32(1+μ)(l1+T)2LW;]]>

(2)外偏置非同軸式駕駛室穩定桿的橡膠襯套的等效組合線剛度K_x的計算：

①外偏置非同軸式穩定桿系統的扭轉橡膠襯套的載荷系數η_F的計算

根據扭管長度L_W，泊松比μ，外偏置量T，及擺臂長度l₁，對扭轉橡膠襯的載荷系數η_F進行計算，即

ηF=24(1+μ)l1TLW2;]]>

②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，對橡膠襯套的徑向剛度k_x進行計算，即

kx=1u(rb)+y(rb);]]>

其中，

y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+1+μx5πExLx(ln rb+rb2ra2+rb2),]]>

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

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

a3=-(1+μx)(b1-b2+b3)5πExLxαrarb[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+3ra2),]]>

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

α=215/Lx,]]>

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外偏置非同軸式駕駛室穩定桿橡膠襯套的等效組合線剛度K_x的計算

根據①步驟中計算得到的扭轉橡膠襯套的載荷系數η_F，及②步驟中計算得到的橡膠襯套的徑向剛度k_x，對駕駛室穩定桿橡膠襯套的等效組合線剛度K_x進行計算，即

Kx=kx1+ηF;]]>

(3)外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的懸置間距L_c的設計：

根據駕駛室對穩定桿系統側傾角剛度的設計要求值步驟(1)中計算得到的扭管的等效線剛度K_T，及步驟(2)中計算得到的橡膠襯套的等效組合線剛度K_x，對外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的懸置間距L_c進行設計，即

(4)外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，根據穩定桿系統的結構參數、材料特性參數及設計所得到的穩定桿系統的懸置間距L_c，建立外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的仿真模型，劃分網格，在擺臂的懸置安裝位置處施加載荷F，對穩定桿系統的變形進行ANSYS仿真，得到擺臂最外端的變形位移量f_A；

根據ANSYS仿真所得到的擺臂最外端的變形位移量f_A，擺臂長度l₁，擺臂的懸置安裝位置到最外端的距離Δl₁，穩定桿系統的懸置距離L_c，在擺臂的懸置安裝位置處施加的載荷F，及步驟(2)中的②步驟中計算得到的橡膠襯套的徑向剛度k_x，利用穩定桿系統變形及擺臂位移的幾何關系，對外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

fC=l1fAl1+Δl1;]]>

fws=fC+Fkx;]]>

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，從而對所提供的外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的懸置間距的設計方法及參數設計值進行驗證。