[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

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系統的懸置間距的設計方法。

背景技術

駕駛室穩定桿系統的懸置間距對側傾角剛度具有重要影響，在駕駛室實際設計中，經常采用在保持穩定桿系統其它結構參數不變的情況下，通過對懸置間距進行調整設計，使駕駛室穩定桿系統側傾角剛度達到設計的要求。然而，由于外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統存有剛體、彈性體及柔性體的耦合，而且橡膠襯套的剛度計算非常復雜，同時，因扭管外偏置而使穩定桿系統還存有彎曲和扭轉的耦合，致使駕駛室穩定桿系統的分析設計非常復雜、困難，因此，對于外偏置非同軸式駕駛室穩定桿系統的懸置間距的設計，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ANSYS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系統的懸置間距的設計方法，滿足駕駛室懸置及穩定桿系統側傾角剛度的設計要求，在不增加產品成本的前提下，進一步提高產品設計水平、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系統的懸置間距的設計方法，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，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系統的懸置間距的設計方法，其特征在于采用以下設計步驟：

(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

(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

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

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

(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：