外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)方法，屬于車輛駕駛室懸置【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明可根據(jù)外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料特性參數(shù)，利用側(cè)傾角剛度與穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)及懸置間距，橡膠襯套徑向剛度及等效組合線剛度之間的關(guān)系，建立懸置間距的設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過實(shí)例設(shè)計(jì)及ANSYS仿真驗(yàn)證可知，該方法可得到準(zhǔn)確可靠的外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距設(shè)計(jì)值，為駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)提供了可靠的設(shè)計(jì)方法。利用該方法可在不增加產(chǎn)品成本的前提下，僅通過懸置間距的調(diào)整設(shè)計(jì)，提高穩(wěn)定桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平和性能，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。
【專利說明】外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛駕駛室懸置，特別是外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間 距的設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距對(duì)側(cè)傾角剛度具有重要影響，在駕駛室實(shí)際設(shè)計(jì) 中，經(jīng)常采用在保持穩(wěn)定桿系統(tǒng)其它結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，通過對(duì)懸置間距進(jìn)行調(diào)整設(shè) 計(jì)，使駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。然而，由于外偏置非同軸式駕駛室 穩(wěn)定桿系統(tǒng)存有剛體、彈性體及柔性體的耦合，而且橡膠襯套的剛度計(jì)算非常復(fù)雜，同時(shí)， 因扭管外偏置而使穩(wěn)定桿系統(tǒng)還存有彎曲和扭轉(zhuǎn)的耦合，致使駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的分析設(shè) 計(jì)非常復(fù)雜、困難，因此，對(duì)于外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)，一直 未能給出可靠的解析設(shè)計(jì)方法。目前，國內(nèi)外對(duì)于駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，大都是利用 ANSYS仿真軟件，通過實(shí)體建模對(duì)給定結(jié)構(gòu)的駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的特性進(jìn)行仿真驗(yàn)證，盡管 該方法可得到比較可靠的仿真數(shù)值，然而由于ANSYS仿真分析只能對(duì)給定參數(shù)的穩(wěn)定桿特 性進(jìn)行仿真驗(yàn)證，無法提供精確的解析設(shè)計(jì)式，不能實(shí)現(xiàn)解析設(shè)計(jì)，更不能滿足駕駛室穩(wěn)定 桿系統(tǒng)CAD軟件開發(fā)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(wěn)定 桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)方法，滿足駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計(jì)要求，在 不增加產(chǎn)品成本的前提下，進(jìn)一步提高產(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)，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】

[0003] 針對(duì)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(jiǎn)便、 可靠的外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)流程圖如圖1所 示，外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，橡膠襯套的結(jié)構(gòu)示意圖 如圖3所示；穩(wěn)定桿系統(tǒng)變形及擺臂位移的幾何關(guān)系圖如圖4所示。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置 間距的設(shè)計(jì)方法，其特征在于采用以下設(shè)計(jì)步驟：
[0005] (1)外偏置非同軸式駕駛室扭管的等效線剛度Kt的計(jì)算：
[0006] 根據(jù)扭管長(zhǎng)度Lw，內(nèi)徑d，外徑D，外偏置量T，彈性模量E和泊松比y，及擺臂長(zhǎng)度 I1，對(duì)穩(wěn)定桿的扭管在駕駛室懸置安裝位置處的等效線剛度Kt進(jìn)行計(jì)算，即
[0007]

【權(quán)利要求】
1.外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè)計(jì)方法，其具體設(shè)計(jì)步驟如下： (1) 外偏置非同軸式駕駛室扭管的等效線剛度KT的計(jì)算： 根據(jù)扭管長(zhǎng)度Lw，內(nèi)徑d，外徑D，外偏置量T，彈性模量E和泊松比y，及擺臂長(zhǎng)度I1, 對(duì)穩(wěn)定桿的扭管在駕駛室懸置安裝位置處的等效線剛度Kt進(jìn)行計(jì)算，即
(2) 外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的橡膠襯套的等效組合線剛度Kx的計(jì)算： ① 外偏置非同軸式穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)橡膠襯套的載荷系數(shù)nF的計(jì)算 根據(jù)扭管長(zhǎng)度Lw，泊松比y，外偏置量T，及擺臂長(zhǎng)度I1，對(duì)扭轉(zhuǎn)橡膠襯的載荷系數(shù)nF進(jìn)行計(jì)算，即
② 橡膠襯套的徑向剛度kx的計(jì)算 根據(jù)橡膠套的內(nèi)圓半徑ra，外圓半徑rb，長(zhǎng)度Lx，彈性模量E x和泊松比y x，對(duì)橡膠襯套 的徑向剛度匕進(jìn)行計(jì)算，即
③ 外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套的等效組合線剛度Kx的計(jì)算 根據(jù)①步驟中計(jì)算得到的扭轉(zhuǎn)橡膠襯套的載荷系數(shù)nF，及②步驟中計(jì)算得到的橡膠 襯套的徑向剛度kx，對(duì)駕駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套的等效組合線剛度Kx進(jìn)行計(jì)算，即
(3) 外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距L。的設(shè)計(jì)： 根據(jù)駕駛室對(duì)穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的設(shè)計(jì)要求值步驟（1)中計(jì)算得到的扭管 的等效線剛度Kt，及步驟（2)中計(jì)算得到的橡膠襯套的等效組合線剛度Kx，對(duì)外偏置非同軸 式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距L。進(jìn)行設(shè)計(jì)，即
(4) 外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的ANSYS仿真驗(yàn)證： 利用ANSYS有限元仿真軟件，根據(jù)穩(wěn)定桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料特性參數(shù)及設(shè)計(jì)所得 到的懸置間距L。，建立外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的仿真模型，劃分網(wǎng)格，在擺臂的 懸置安裝位置處施加載荷F，對(duì)穩(wěn)定桿系統(tǒng)的變形進(jìn)行ANSYS仿真，得到擺臂最外端的變形 位移量fA ; 根據(jù)ANSYS仿真所得到的擺臂最外端的變形位移量fA，擺臂長(zhǎng)度I1，擺臂的懸置安裝位 置到最外端的距離A I1，穩(wěn)定桿的懸置距離L。，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(jì)算得到的橡膠襯套的徑向剛度kx，利用穩(wěn)定桿系統(tǒng)變形及擺臂位 移的幾何關(guān)系，對(duì)外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度I,的ANSYS仿真驗(yàn)證值， 進(jìn)行計(jì)算，即
將該非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度的ANSYS仿真驗(yàn)證值\，與設(shè)計(jì)要求值 進(jìn)行比較，從而對(duì)本發(fā)明所提供的外偏置非同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的懸置間距的設(shè) 計(jì)方法及參數(shù)設(shè)計(jì)值進(jìn)行驗(yàn)證。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104361177SQ201410665510
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】周長(zhǎng)城, 于曰偉 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)