同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方法，屬于駕駛室懸置【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明可根據(jù)駕駛室對(duì)穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾角剛度設(shè)計(jì)要求值，穩(wěn)定桿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料特性參數(shù)，及橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和材料特性參數(shù)，對(duì)同軸式穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚進(jìn)行解析設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)例計(jì)算及仿真驗(yàn)證可知，該方法可得到準(zhǔn)確可靠的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿扭管壁厚的設(shè)計(jì)值，為駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了可靠的設(shè)計(jì)方法，并且為CAD軟件開(kāi)發(fā)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。利用該方法不僅可提高同軸式駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性；同時(shí)，還可降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。
【專利說(shuō)明】同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(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，特別是同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方 法。

【背景技術(shù)】
[0002]駕駛室懸置系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度，不僅與駕駛室懸置的結(jié)構(gòu)、彈簧剛度有關(guān)，而且還 與穩(wěn)定桿系統(tǒng)的剛度有關(guān)，即與駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管的長(zhǎng)度和壁厚有關(guān)，其中，扭管的 壁厚對(duì)II定桿系統(tǒng)剛度具有重要影響。然而，由于受橡膠襯套變形及剛度耦合等關(guān)鍵問(wèn)題 的制約，對(duì)于同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管壁厚設(shè)計(jì)，一直未能給出可靠的解析設(shè)計(jì)方 法，只能將橡膠襯套對(duì)穩(wěn)定桿系統(tǒng)剛度的影響，用在〇. 75?〇. 85區(qū)間的一個(gè)折算系數(shù)，對(duì) 同軸式穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管壁厚進(jìn)行近似設(shè)計(jì)，因此，難以得到準(zhǔn)確可靠的駕駛室穩(wěn)定桿系 統(tǒng)的扭管壁厚設(shè)計(jì)值。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)，大都是利用 ANSYS仿真軟件， 通過(guò)實(shí)體建模對(duì)給定結(jié)構(gòu)的同軸式穩(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，該方法由于不能提供精確的解析計(jì)算式，不能滿足解析設(shè)計(jì)，更 不能滿足同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)CAD軟件開(kāi)發(fā)的要求。隨著車輛行業(yè)快速發(fā)展及車輛行 駛速度的不斷提高，對(duì)駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，車輛制造廠家迫 切需要駕駛室穩(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 系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方法，滿足駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平 和質(zhì)里：，提茼車輛的行駛平順性和乘坐舒適性；同時(shí)，降低設(shè)計(jì)及試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開(kāi)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(wèn)題是提供一種簡(jiǎn)便、 可靠的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)流程圖如圖所示；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(wèn)題，本發(fā)明所提供的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì) 方法，其特征在于采用以下設(shè)計(jì)步驟：
[0005] (1)駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)側(cè)傾線剛度Kws設(shè)計(jì)要求值的計(jì)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(jì)要求值 對(duì)駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾線剛度Kws的設(shè)計(jì)要求值進(jìn)行計(jì)算，即
[0007]

【權(quán)利要求】
1.同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方法，其具體設(shè)計(jì)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(jì)要求值的計(jì)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(jì)要求值對(duì)駕 駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾線剛度Kws的設(shè)計(jì)要求值進(jìn)行計(jì)算，即
(2) 駕駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套徑向剛度Kx的解析計(jì)算： 根據(jù)橡膠套的內(nèi)圓半徑ra，外圓半徑rb，長(zhǎng)度Lx，及彈性模量Ε χ和泊松比μ χ，對(duì)駕駛室 穩(wěn)定桿橡膠襯套的徑向剛度Κχ進(jìn)行計(jì)算，即
Bessel 修正函數(shù) I (0，a rb)，K(0, a rb)，I (1，a rb)，K(l, a rb)， I (1，α ra)，Κ(1，α ra)，I (〇, α ra)，Κ(0, α ra); (3) 對(duì)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管壁厚h進(jìn)行設(shè)計(jì)： 根據(jù)擺臂長(zhǎng)度li，扭管長(zhǎng)度Lw，扭管的內(nèi)徑d，彈性模量E和泊松比μ，步驟⑴中計(jì)算 所得到的Kws，及步驟（2)中計(jì)算得到的Κχ，對(duì)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管壁厚h進(jìn)行 設(shè)計(jì)：
(4) 同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度驗(yàn)算及ANSYS仿真驗(yàn)證： 根據(jù)同軸式穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)和材料特性參數(shù)及設(shè)計(jì)所得到的駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的扭管 壁厚h，橡膠襯套的結(jié)構(gòu)和材料特性參數(shù)，對(duì)所設(shè)計(jì)穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度進(jìn)行驗(yàn)算，同 時(shí)，利用ANSYS仿真軟件，建立與實(shí)施例相同參數(shù)的仿真模型，通過(guò)施加一定載荷F，對(duì)所設(shè) 計(jì)駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度進(jìn)行仿真驗(yàn)證，從而對(duì)本發(fā)明所提供的同軸式駕駛室穩(wěn) 定桿系統(tǒng)扭管壁厚的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104252568SQ201410570606
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)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(zhǎng)城, 于曰偉, 安艷 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)