同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方法技术方案

本发明专利技术涉及同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方法，属于驾驶室悬置技术领域。本发明专利技术可根据驾驶室对稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求，稳定杆的结构参数和材料特性参数，及橡胶衬套的结构参数、材料特性参数，对同轴式驾驶室稳定杆系统的扭管长度进行解析设计。通过设计实例及仿真验证可知，该方法可得到准确可靠的同轴式驾驶室稳定杆扭管长度的设计值，为驾驶室悬置及稳定杆系统设计提供了可靠的设计方法，并且为CAD软件开发奠定了可靠的技术基础。利用该方法，不仅可提高同轴式驾驶室悬置及稳定杆系统的设计水平和质量，提高车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性；同时，还可降低驾驶室悬置系统设计及试验费用，加快产品开发速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆驾驶室悬置，特别是同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方 法。
技术介绍
全浮式驾驶室悬置及稳定杆系统，必须满足驾驶室侧倾角刚度的设计要求，其中， 驾驶室悬置系统的侧倾角刚度，不仅与驾驶室悬置的结构、弹簧刚度有关，而且还与稳定杆 系统刚度有关，即与驾驶室稳定杆系统的扭管的内径、外径和长度有关，其中，扭管的长度 对稳定杆系统刚度具有重要影响。然而，由于受橡胶衬套变形及刚度耦合等关键问题的制 约，对于同轴式驾驶室稳定杆系统的扭管长度设计，一直未能给出可靠的解析设计方法，只 能将橡胶衬套对稳定杆系统刚度的影响，用在〇· 75?0· 85区间的一个折算系数，对同轴式 稳定杆系统的扭管长度进行近似设计，因此，难以得到准确可靠的同轴式驾驶室稳定杆系 统的扭管长度设计值。目前，国内外对于同轴式驾驶室稳定钎系统，大都是利用 ANSYS仿真 软件，通过实体建模对给定结构的同轴式稳定杆系统的特性进行仿真验证，尽管该方法可 得到比较可靠的仿真数值，然而，该方法由于不能提供精确的解析计算式，不能实现解析设 计，更不能满足同轴式驾驶室稳定杆系统 CAD软件开发的要求。随着车辆行业快速发展及 车辆行驶速度的不断提高，对同轴式驾驶室悬置及稳定杆系统设计提出了更高的要求，车 辆制造厂家迫切需要同轴式驾驶室稳定杆系统CAD软件。因此，必须建立一种精确、可靠 的同式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方法，满足驾驶室悬置及稳定杆系统设计的要 求，提高产品设计水平和质量，提高车辆行驶平顺性和安全性；同时，降低设计及试验费用， 加快产品开发速度。 【专利技术内容】 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i所示；同轴式 驾驶室稳定杆系统的结构示意图如图2所示；稳定杆橡胶衬套的结构示意图如图3所示。 为解决上述技术问题，本专利技术所提供的同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计 方法，其特征在于采用以下设计步骤： (1)驾驶室稳定杆系统侧倾线刚度kws设计要求值的计算： 根据稳定杆的悬置距离L。，及驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值， 对驾驶室稳定杆系统的侧倾线刚度Kws的设计要求值进行计算，gp 本文档来自技高网...

【技术保护点】
同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方法，其具体设计步骤如下：(1)驾驶室稳定杆系统侧倾线刚度Kws设计要求值的计算：根据稳定杆的悬置距离Lc，及驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值对驾驶室稳定杆系统的侧倾线刚度Kws的设计要求值进行计算，即(2)驾驶室稳定杆橡胶衬套径向刚度Kx的解析计算：根据橡胶套的内圆半径ra，外圆半径rb，长度Lx，及弹性模量Ex和泊松比μx，对驾驶室稳定杆橡胶衬套的径向刚度Kx进行计算，即Kx=1ur(rb)+y(rb);]]>其中，ur(rb)=1+μx2πExLx(lnrbra-rb2-ra2ra2+rb2),]]>y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+1+μx5πExLx(lnrb+rb2ra2+rb2),]]>a1=(1+μx)[K(1,αra)ra(ra2+3rb2)-K(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLxαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)](ra2+rb2),]]>a2=(μx+1)[I(1,αra)ra(ra2+3rb2)-I(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLxαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)](ra2+rb2),]]>a3=-(1+μx)(b1-b2+b3)5πExLxαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)](ra2+rb2);]]>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],]]>α=215/Lx,]]>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)；(3)对同轴式驾驶室稳定杆系统的扭管长度Lw进行设计：根据摆臂长度l1，扭管的内径d和外径D，弹性模量E和泊松比μ，步骤(1)中计算所得到的Kws，步骤(2)中计算得到的Kx，对同轴式驾驶室稳定杆系统的扭管长度Lw进行设计，即Lw=πE(D4-d4)(Kx-Kws)32KwsKx(1+μ)l12;]]>(4)同轴式驾驶室稳定杆系统刚度的验算及ANSYS仿真验证：根据同轴式稳定杆的结构和材料特性参数，及设计所得到的驾驶室稳定杆系统的扭管长度Lw，橡胶衬套的结构和材料特性参数，通过施加一定载荷F及变形计算，对稳定杆系统的侧倾角刚度进行验算；同时，利用ANSYS仿真软件，建立与实施例相同参数的仿真模型，施加与计算验算中相同的载荷F，对所设计驾驶室稳定杆系统的变形进行仿真验证，从而对本专利技术所提供的同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方法进行验证。...

【技术特征摘要】
1.同轴式驾驶室稳定杆系统扭管长度的设计方法，其具体设计步骤如下： (1) 驾驶室稳定杆系统侧倾线刚度Kws设计要求值的计算： 根据稳定杆的悬置距离L。，及驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值&x，对驾 驶室稳定杆系统的侧倾线刚度Kws的设计要求值进行计算，即(2) 驾驶室稳定杆橡胶衬套径向刚度Kx的解析计算： 根据橡胶套的内圆半径ra，外圆半径rb，长度Lx，及弹性模量Ex和泊松比yx，对驾驶室 稳定杆橡胶衬套的径向刚度Kx进行计算，即...

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