同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法，屬于駕駛室懸置【技術(shù)領(lǐng)域】。該發(fā)明可根據(jù)穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計要求值，同軸式穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)和材料特性參數(shù)，及橡膠套的內(nèi)圓半徑ra、外圓半徑rb和材料特性參數(shù)，對橡膠套長度Lx進行解析設(shè)計。通過實例計算及ANSYS仿真驗證可知，利用該方法可得到準(zhǔn)確可靠的橡膠套長度Lx的設(shè)計值，為同軸式駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)CAD軟件開發(fā)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。利用該方法不僅可提高穩(wěn)定桿系統(tǒng)的設(shè)計水平，且可在不增加成本的情況下，僅通過橡膠套長度Lx的調(diào)整設(shè)計，達到穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計要求，提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性；同時，還可降低設(shè)計及試驗費用。
【專利說明】同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛駕駛室懸置，特別是同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方 法。

【背景技術(shù)】
[0002]橡膠套的長度對穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度具有重要影響，且影響車輛的行駛平順 性和乘坐舒適性。在實際駕駛室懸置系統(tǒng)設(shè)計中，為了滿足側(cè)傾角剛度的設(shè)計要求，需要在 其他結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅通過對橡膠襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)整設(shè)計，滿足駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng) 側(cè)傾角剛度的設(shè)計要求。然而，由于受橡膠襯套變形及剛度耦合等關(guān)鍵問題的制約，對于同 軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的橡膠套長度的設(shè)計，一直未能給出可靠的解析設(shè)計方法，大都只 是將橡膠襯套對穩(wěn)定桿系統(tǒng)剛度的影響，在0. 75?0. 85區(qū)間內(nèi)選擇的一個折算系數(shù)，對同 軸式穩(wěn)定桿系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)進行近似設(shè)計，因此，很難達到同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng) 側(cè)傾角剛度的設(shè)計要求。目前，國內(nèi)、外對于同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)，大都是利用ANSYS 仿真軟件，通過實體建模對給定結(jié)構(gòu)的同軸式穩(wěn)定桿系統(tǒng)的特性參數(shù)進行仿真驗證，盡管 可得到比較可靠的特性參數(shù)仿真數(shù)值，然而該方法由于不能提供精確的解析計算式，因此， 不能滿足解析設(shè)計，更不能滿足同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng) CAD軟件開發(fā)的要求。隨著車輛 行=快速發(fā)展及車輛行駛速度的不斷提高，對同軸式駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計提出了 更高的要求，車輛制造廠家迫切需要同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng) CAD軟件。因此，必須建立一 種精確、可靠的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法，以滿足駕駛室懸置及穩(wěn)定桿 系統(tǒng)調(diào)整設(shè)計的要求，在不增加產(chǎn)品成本費用的情況下，提高產(chǎn)品設(shè)計水平和質(zhì)量，提高車 輛的行駛平順性和乘坐舒適性；同時，降低設(shè)計及試驗費用，加快產(chǎn)品開發(fā)速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]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、 可靠的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法，其設(shè)計流程圖如圖i所示；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；穩(wěn)定桿橡膠襯套的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。 [000 4]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方 法，其特征在于采用以下設(shè)計步驟：
[0005] ⑴駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾線剛度Kws設(shè)計要求值的計算：
[0006]根據(jù)穩(wěn)定桿的懸置距離L。，及駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計所要求值 對駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾線剛度K"s的設(shè)計要求值進行計算，gp
[0007]

【權(quán)利要求】
1.同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法，其具體設(shè)計步驟如下： (1) 駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾線剛度Kws設(shè)計要求值的計算： 根據(jù)穩(wěn)定桿的懸置距離L。，及駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計所要求值A(chǔ)。、、，對 駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾線剛度Kws的設(shè)計要求值進行計算，即
(2) 計算同軸式穩(wěn)定桿在懸置位置處的線剛度Kw: 根據(jù)扭管的長度Lw，內(nèi)徑d，外徑D，彈性模量E和泊松比y，及擺臂長度I1，對同軸式 穩(wěn)定桿在駕駛室懸置位置處的線剛度Kw進行計算，即
(3) 確定以橡膠套長度Lx為參變量的橡膠襯套徑向剛度的表達式Kx(Lx): 根據(jù)橡膠套的外圓半徑rb，內(nèi)圓半徑ra，彈性模量Ex及泊松比yx，以橡膠套長度Lx為 參變量，確定橡膠襯套徑向剛度的表達式Kx (Lx)，即
(4) 橡膠襯套長度Lx設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立及其設(shè)計： 根據(jù)步驟（1)中所確定的Kws，步驟（2)計算得到的Kw，及步驟（3)中所確定的橡膠襯 套的徑向剛度表達式Kx(Lx)，利用穩(wěn)定桿系統(tǒng)線剛度Kws與穩(wěn)定桿的線剛度Kw及橡膠襯套 的徑向剛度Kx(Lx)之間關(guān)系，建立同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的橡膠套長度Lx的設(shè)計數(shù)學(xué)模 型，即
利用Matlab計算程序，求解上述關(guān)于Lx的方程，便可得到同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的 橡膠套長度Lx的設(shè)計值； (5)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)剛度的驗算及ANSYS仿真驗證： 根據(jù)同軸式穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特性參數(shù)，橡膠襯套的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特性參數(shù) 及設(shè)計得到的駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的橡膠套長度Lx，通過施加一定載荷F及變形計算，對穩(wěn)定 桿系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度進行驗算；同時，利用ANSYS仿真軟件，建立與實施例相同參數(shù)的仿真 模型，施加與計算驗算中相同的載荷F，對所設(shè)計駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的變形、側(cè)傾角和側(cè)傾 角剛度進行仿真驗證，從而對本發(fā)明所提供的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠套長度的設(shè)計方法 進行驗證。
【文檔編號】G06F17/50GK104268359SQ201410568571
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】周長城, 宋群, 程正午, 張云山, 潘禮軍, 孟婕 申請人:山東理工大學(xué)