同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置安裝間距的設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置安裝間距的設(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)傾角剛度的設(shè)計(jì)要求，同軸式穩(wěn)定桿及橡膠襯套的結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特性參數(shù)，對(duì)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置間距進(jìn)行解析設(shè)計(jì)。通過(guò)實(shí)例計(jì)算及ANSYS仿真驗(yàn)證可知，利用該方法可得到準(zhǔn)確可靠的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置間距設(shè)計(jì)值，為駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)及CAD軟件開(kāi)發(fā)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。利用該方法，可在穩(wěn)定桿系統(tǒng)其它結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，僅通過(guò)懸置間距的調(diào)整設(shè)計(jì)，使駕駛室穩(wěn)定桿側(cè)傾角剛度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，提高車(chē)輛的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，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。
【專利說(shuō)明】同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置安裝間距的設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車(chē)輛駕駛室懸置，特別是同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置安裝間距的設(shè)計(jì) 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 駕駛室懸置及穩(wěn)定桿系統(tǒng)，必須滿足駕駛室側(cè)傾角剛度的設(shè)計(jì)要求值，側(cè)傾角剛 度過(guò)大會(huì)影響乘坐舒適性，而過(guò)小會(huì)影響安全性，其中，駕駛室側(cè)傾角剛度不僅與懸置剛度 和穩(wěn)定桿系統(tǒng)的剛度有關(guān)，而且還與穩(wěn)定桿的駕駛室懸置間距有關(guān)，并且對(duì)駕駛室側(cè)傾角 剛度具有重要影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可在其他結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，通過(guò)駕駛室懸置間距 的調(diào)整設(shè)計(jì)，達(dá)到滿足車(chē)輛對(duì)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的側(cè)傾角剛度的設(shè)計(jì)要求值，提高 車(chē)輛行駛的平順性和乘坐舒適性。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)定桿的懸置安裝間距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，在0.75?0.85區(qū)間內(nèi)選用一個(gè)折算系數(shù)，對(duì)同軸式穩(wěn) 定桿的懸置間距進(jìn)行近似設(shè)計(jì)，因此，難以得到準(zhǔn)確可靠的同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置間 距設(shè)計(jì)值。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)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(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，不能實(shí)現(xiàn)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(chē)輛行業(yè)快速發(fā)展及車(chē)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(chē)輛制造廠家迫切需 要同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的CAD軟件。因此，必須建立一種精確、可靠的同軸式駕駛室穩(wěn) 定桿的懸置安裝間距的設(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)量，提高車(chē)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(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)定桿的懸置安裝間距的設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)流程圖如圖1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 /_J、i〇
[0004] 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)定桿的懸置安裝間距的設(shè) 計(jì)方法，其特征在于采用以下設(shè)計(jì)步驟：
[0005] (1)駕駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套徑向剛度Kx的解析計(jì)算：
[0006] 根據(jù)橡膠套的內(nèi)圓半徑ra，外圓半徑rb，長(zhǎng)度L x，及彈性模量Ex和泊松比y x，對(duì)駕 駛室穩(wěn)定桿橡膠襯套的徑向剛度Kx進(jìn)行計(jì)算，即
[0007]

【權(quán)利要求】
1.同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置安裝間距的設(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Ex和泊松比μx，對(duì)駕駛室 穩(wěn)定桿橡膠襯套的徑向剛度Kx進(jìn)行計(jì)算，即
Bessel修正函數(shù)I(0，arb)，K(0,arb)，I(1，arb)，K(l,arb)， I(1，αra)，Κ(1，αra)，I(〇,αra)，Κ(0,αra); (2) 計(jì)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(zhǎng)度Lw，內(nèi)徑d，外徑D，彈性模量E和泊松比μ，及擺臂長(zhǎng)度I1，對(duì)穩(wěn)定桿在裡a*奮晝罷右駐你罷/；卜的線剛度Κψ進(jìn)行計(jì)算，即
(3) 同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置間距的設(shè)計(jì)： 根據(jù)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要求的側(cè)傾角剛度，步驟（1)中計(jì)算得到的 Kx，步驟（2)中計(jì)算得到的Kw，建立同軸式駕駛室穩(wěn)定桿懸置間距L。的設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，并對(duì) 同軸式駕駛室穩(wěn)定桿的懸置間距L。進(jìn)行設(shè)計(jì)，即
(4) 同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)剛度的驗(yàn)算及ANSYS仿真驗(yàn)證： 根據(jù)同軸式穩(wěn)定桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)及所設(shè)計(jì)得到的駕駛室穩(wěn)定桿的懸置間距L。，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)，通過(guò)施加一定載荷F及變形計(jì)算，對(duì)同軸式穩(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，施加與計(jì)算驗(yàn)算中相同的載荷F，對(duì)所設(shè)計(jì)同軸式駕駛室穩(wěn)定桿系統(tǒng)的變形、側(cè)傾 角和側(cè)傾角剛度進(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)定桿的懸置安裝間 距的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104239657SQ201410568034
【公開(kāi)日】2014年12月24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, 提艷, 安艷, 郭劍, 毛少坊, 孟婕 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)