悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法技术

本发明专利技术涉及悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法，属于车辆悬架技术领域。先前国内、外对于橡胶衬套安装间距一直未能给出可靠的设计方法。本发明专利技术其特征在于：以橡胶衬套安装间距为待设计参变量，根据稳定杆系统的侧倾角刚度设计要求值，车辆的轮距，稳定杆和橡胶衬套的结构及材料特性参数，建立了橡胶衬套安装间距的优化设计数学模型，利用Matlab程序便可得到橡胶衬套安装间距的优化设计值。利用该方法可提高稳定杆的设计水平和性能，即仅通过对橡胶衬套安装位置的优化设计，便可使稳定杆系统达到侧倾角刚度的设计要求，提高车辆行驶平顺性和操纵安全性；同时，利用该方法可降低设计和试验费用及生产成本，提高企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆悬架稳定杆，特别是。
技术介绍
悬架系统的侧倾角刚度不仅受稳定杆的结构、直径大小的影响，同时还受橡胶衬 套的长度、内圆半径、外圆半径、材料特性及安装位移等因素的影响，在其他参数不变的前 提下，两橡胶衬套的安装间距对稳定杆的侧倾角刚度具有重要的影响。然而，由于受橡胶衬 套径向变形和稳定杆端部垂向位移变形解析计算理论及相互耦合影响等关键问题的制约， 对于稳定杆直径及橡胶衬套安装距离的设计，目前国内、外一直未能给出可靠的解析设计 方法。目前国内、外学者大都是利用仿真分析软件，对横向稳定杆系统变形及刚度进行数值 仿真分析，但是，利用仿真分析软件，只能对给定结构和载荷情况下的稳定杆系统变形及刚 度进行仿真验证，无解析计算式，不能满足稳定杆系统解析设计及现代化CAD设计的要求。 随着车辆行业的快速发展及行驶速度的提高，对悬架稳定杆系统的设计提出了更 高的设计要求。如何在其它结构和参数保持不变的情况下，仅通过对橡胶衬套安装间距的 优化设计，便可使稳定杆系统达到侧倾角刚度的设计要求，是目前企业迫切需要解决的技 术问题。因此，必须建立一种精确、可靠的，提高 车辆悬架设计的水平，增强企业的核心竞争实力，在不增加生产成本的前提下，通过橡胶衬 套安装间距的优化设计，便可确保稳定杆系统的侧倾角刚度达到设计要求，提高车辆行驶 平顺性和安全性，减少车辆侧翻事故；同时，降低设计和试验费用及生产成本，提高企业经 济效益。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简便、 可靠的，其设计流程图如图1所示，稳定杆结构 示意图如图2所示。 为解决上述技术问题，本专利技术所提供的悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方 法，其特征在于采用以下步骤。 (1)橡胶衬套径向线刚度Kx的计算： 根据橡胶衬套的内圆半径ra，外圆半径rb，轴向长度L，弹性模量Ex，泊松比yx，对 橡胶衬套的径向线刚度Kx进行计算，即：本文档来自技高网...

【技术保护点】
悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法，其具体设计步骤如下：(1)橡胶衬套径向线刚度Kx的计算：根据橡胶衬套的内圆半径ra，外圆半径rb，轴向长度L，弹性模量Ex，泊松比μx，对橡胶衬套的径向线刚度Kx进行计算，即：Kx=1u(rb)+y(rb);]]>其中，u(rb)=(1+μx)2πExL(lnrbra-rb2-ra2ra2+rb2),]]>y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+(1+μx)5πExL(lnrb+rb2ra2+rb2),]]>a1=(1+μx)[K(1,αra)ra(ra2+3rb2)-K(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLαrarb(ra2+rb2)[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)],]]>a2=(μx+1)[I(1,αra)ra(ra2+3rb2)-I(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLαrarb(ra2+rb2)[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)],]]>a3=-(1+μx)(b1+b2+b3)5πExLαrarb(ra2+rb2)[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)],]]>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)lnra];]]>Bessel修正函数：I(0,αrb)，K(0,αrb)；I(1,αrb)，K(1,αrb)；I(1,αra)，K(1,αra)；I(0,αra)，K(0,αra)；(2)建立稳定杆端部垂向位移的变形系数Gw的表达式：以两橡胶衬套之间的安装距离l0作为待设计参量，根据横向稳定杆的总长度lc，臂长l1，过渡圆弧的圆心角θ，圆弧半径R，材料弹性模量E和泊松比μ，建立前稳定杆端部垂向位移的变形系数Gw的表达式，即：Gw(l0)=G+8(l0-lc)2lc3πE]]>其中，Gw(l0)是关于两橡胶衬套之间的安装距离l0的表达式；G=G1+G2+G3+G4πE;]]>G1=-64[l13+(l1cosθ+Rsinθ)3]3,]]>G2=32R[l12(θ+sin2θ2)+R2(θ-sin2θ2)+2l1Rsin2θ],]]>G3=32R(μ+1)[R2(3θ+sin2θ2-4sinθ)+l12(θ-sin2θ2)+8l1Rsin4θ2],]]>G4＝‑32(μ+1)[R(cosθ‑1)‑l1sinθ]2[2l1cosθ‑lc+2Rsinθ]；(3)橡胶衬套安装间距l0优化设计数学模型的建立及设计：根据前桥或后桥的轮距B，稳定杆的直径d，总长度lc，稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值步骤(1)中计算所得到的前橡胶衬套的径向线刚度Kx，步骤(2)中所建立的稳定杆端部变形系数Gw的表达式，以橡胶衬套安装间距l0作为待设计量，建立橡胶衬套安装间距l0的优化设计数学模型，即：利用Matlab计算程序，求解上述数学模型，便可得到满足稳定杆系统侧倾角刚度设计要求的橡胶衬套安装间距l0的优化设计值。...

【技术特征摘要】
1.悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法，其具体设计步骤如下： (1) 橡胶衬套径向线刚度Kx的计算： 根据橡胶衬套的内圆半径ra，外圆半径rb，轴向长度L，弹性模量Ex，泊松比μx，对橡胶 衬套的籽向钱刚庶K讲行i+笪.g口，(2) 建立稳定杆端部垂向位移的变形系数Gw的表达式： 以两橡胶衬套之间的安装距离1〇作为待设计参量，根据横向稳定杆的总长度1。，臂长I1，过渡圆弧的圆心角Θ，圆弧半径R，材料弹性模量E和泊松比μ，建立前稳定杆端部垂向 位移的夺形系救Γτ的耒汰式.g口，其中，Gw(Itl)是关于两橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长城，于曰伟，宋群，程正午，潘礼军，安艳，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37