[发明专利]悬架稳定杆橡胶衬套厚度的设计方法

权利要求书

1.悬架稳定杆橡胶衬套厚度的设计方法，其具体设计步骤如下：

(1)计算稳定杆端部的垂向位移变形系数G_w：

根据横向稳定杆的总长度l_c，臂长l₁，两个橡胶衬套之间的安装距离l₀过渡圆弧半径R，过渡圆弧的圆心角θ，材料弹性模型E和泊松比μ，对稳定杆端部的垂向位移变形系数G_w进行计算，即：

b2(h)=-(ra+h)((ra+h)2+3ra2)[I(1,αhb)K(0,αa)+K(1,αhb)I(0,αa)],]]>

式中，G1=64l133,G2=-64[(l1cosθ+Rsinθ)3+18(l0-lc)3]3,]]>

G3=64R[12l12(θ+sin2θ2)+12R2(θ-sin2θ2)+l1Rsin2θ],G4=8l0(l0-lc)23,]]>

G5=64R(μ+1)[R2(3θ2+sin2θ4-2sinθ)+12l12(θ-sin2θ2)+4l1Rsin4θ2],]]>

G₆＝-32(μ+1)[R(cosθ-1)-l₁sinθ]²[2l₁cosθ-l_c+2Rsinθ]；

(2)建立橡胶衬套径向线刚度K_x的表达式：

根据橡胶衬套的内圆半径r_a，外圆半径r_b＝r_a+h，其中，h即为橡胶衬套厚度设计的参量，轴向长度L，弹性模量E_x，泊松比μ_x，以h作为待设计参变量，建立橡胶衬套径向线刚度K_x的计算表达式，即

Kx(h)=1u(h)+y(h);]]>

其中，K_x(h)是关于橡胶衬套厚度h的表达式；

u(h)=(1+μx)2πExL[lnra+hra-(ra+h)2-ra2ra2+(ra+h)2],]]>

y(h)=a1(h)I(0,αhb)+a2(h)K(0,αhb)+a3(h)+(1+μx)5πExL[ln(ra+h)+(ra+h)2ra2+(ra+h)2],]]>

α_hb＝α(r_a+h),α_a＝αr_a，

a1(h)=(1+μx)[K(1,αa)ra(ra2+3(ra+h)2)-K(1,αhb)(ra+h)(3ra2+(ra+h)2)]5πExLraαhb(ra2+(ra+h)2)[I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)],]]>

a2(h)=(μx+1)[I(1,αa)ra(ra2+3(ra+h)2)-I(1,αhb)(ra+h)(3ra2+(ra+h)2)]5πExLraαhb(ra2+(ra+h)2)[I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)],]]>

a3(h)=-(1+μx)(b1(h)+b2(h)+b3(h))5πExLraαhb(ra2+(ra+h)2)[I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)],]]>

b1(h)=ra(ra2+3(ra+h)2)[I(1,αa)K(0,αa)+K(1,αa)I(0,αa)],]]>

b2(h)=-(ra+h)((ra+h)2+3ra2)[I(1,αhb)K(0,αa)+K(1,αhb)I(0,αa)],]]>

b3(h)=αa(ra+h)[ra2+(ra2+(ra+h)2)lnra][I(1,αa)K(1,αhb)-K(1,αa)I(1,αhb)];]]>

Bessel修正函数：I(0,α_hb)，K(0,α_hb)；I(1,α_hb)，K(1,α_hb)；

I(1,α_a)，K(1,α_a)；I(0,α_a)，K(0,α_a)；

(3)橡胶衬套厚度h设计数学模型的建立及设计计算：

根据前桥或后桥的轮距B，稳定杆的直径d，总长度l_c，两橡胶衬套之间的安装距离l₀，稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值步骤(1)中计算所得到的稳定杆端部的垂向位移变形系数G_w，及步骤(2)中所建立的橡胶衬套径向线刚度表达式K_x(h)，建立橡胶衬套厚度h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，便可得到在稳定杆结构及橡胶衬套安装位置不变条件下，准确、可靠的橡胶衬套厚度h的优化设计值。