[发明专利]同轴式驾驶室稳定杆直径的设计方法

说明书

本发明涉及同轴式驾驶室稳定杆直径的设计方法，属于驾驶室悬置技术领域。本发明可根据驾驶室对稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求，同轴式稳定杆系统的结构参数、扭管的内外径之比和材料特性参数，橡胶衬套的结构参数和材料特性参数，对同轴式驾驶室稳定杆直径进行解析设计。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直径的设计值，为驾驶室悬置及稳定杆系统的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安全性；同时，还可降低设计及试验费用，加快产品开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆驾驶室悬置，特别是同轴式驾驶室稳定杆直径的设计方法。

背景技术

全浮式驾驶室悬置系统，必须设置稳定杆系统，以满足车辆转弯行驶时对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和外径的大小有关。然而，由于受橡胶衬套变形解析计算这一关键问题的制约，对于同轴式驾驶室稳定杆系统的扭管直径的设计，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，用一个折算系数，对同轴式稳定杆系统的扭管直径进行近似设计，难以得到准确可靠的同轴式驾驶室稳定杆系统的扭管内径和外径的设计值。目前，国内外对于同轴式驾驶室稳定杆直径，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、可靠的同轴式驾驶室稳定杆直径的设计方法，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。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的同轴式驾驶室稳定杆直径的设计方法，其设计流程图如图1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，本发明所提供的同轴式驾驶室稳定杆直径的设计方法，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设计要求值K_wsR的计算：

根据稳定杆的悬置距离L_c，及稳定杆系统侧倾角刚度的设计所要求值对驾驶室稳定杆系统侧倾线刚度设计要求值K_wsR进行计算，即

(2)驾驶室稳定杆橡胶衬套径向刚度K_x的解析计算：

根据橡胶套的内圆半径r_a，外圆半径r_b，长度L_x，弹性模量E_x和泊松比μ_x，对驾驶室稳定杆橡胶衬套的径向刚度K_x进行计算，即

其中，