[发明专利]外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的验算方法

摘要

本发明外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的验算方法，属于驾驶室悬置技术领域。本发明可根据外偏置非同轴式驾驶室稳定杆及橡胶衬套的结构参数和材料特性参数，利用扭管的弯曲和扭转变形及载荷之间的关系，通过扭转橡胶衬套的载荷系数，扭管的等效线刚度，橡胶衬套的径向刚度和等效组合线刚度，对外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的侧倾角刚度进行验算。通过实例计算及ANSYS仿真验证可知，该方法可得到准确可靠的外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的侧倾角刚度的验算值，为外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的设计提供了可靠的刚度验算方法，并且为CAD软件的开发设计奠定了可靠的技术基础。

主权项

1.外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的验算方法，其中，外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统左右对称，扭管的外偏置量为T，内径d，外径D，长度为Lw，弹性模量E和泊松比μ；左右两摆臂看作为刚体，摆臂长度为l1；橡胶套的内圆半径ra，外圆半径rb，长度Lx，弹性模量Ex和泊松比μx；稳定杆的悬置距离为Lc；在外偏置非同轴式驾驶室稳定杆及橡胶套的结构参数、材料特性参数给定情况下，对外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度进行验算，其特征在于采用以下验算步骤：(1)外偏置非同轴式稳定杆的扭管在悬置安装位置处的等效线刚度系数KT计算：根据扭管长度Lw，内径d，外径D，弹性模量E和泊松比μ，摆臂长度l1，及扭管的外偏置量T，对稳定杆的扭管在悬置安装位置处的等效线刚度系数KT进行计算，即(2)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，弹性模量Ex和泊松比μx，对稳定杆橡胶衬套的径向刚度kx进行计算，即其中，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)外偏置非同轴式稳定杆的扭转橡胶衬套的载荷系数ηF的计算：根据扭管长度LW，泊松比μ，外偏置量T，及摆臂长度l1，对扭转橡胶衬套的载荷系数ηF进行计算，即(4)外偏置非同轴式稳定杆橡胶衬套的等效组合线刚度Kx的计算：根据步骤(2)中计算所得到的橡胶衬套的径向刚度kx，及步骤(3)中计算得到的扭转橡胶衬套的载荷系数ηF，对稳定杆橡胶衬套的等效组合线刚度Kx进行计算，即(5)外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的验算：①根据步骤(4)中计算得到的橡胶衬套的等效组合线刚度Kx，步骤(1)中计算得到的稳定杆的扭管在悬置安装位置处的等效线刚度KT，对驾驶室稳定杆系统的侧倾线刚度Kws进行计算，即②根据稳定杆的悬置距离L_c，①步骤中计算得到的驾驶室稳定杆系统的侧倾线刚度K_ws，对驾驶室稳定杆系统的侧倾角刚度进行验算，即(6)外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统刚度的ANSYS仿真验证：根据外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的结构参数和材料特性参数，利用ANSYS有限元仿真软件，建立仿真模型，划分网格，并在摆臂的悬置安装位置处施加载荷F，对稳定杆系统的变形进行ANSYS仿真，得到稳定杆系统在摆臂最外端的变形位移量fA；根据仿真得到的摆臂最外端的变形位移量fA，摆臂长度l1，摆臂的悬置安装位置到最外端的距离Δl1，稳定杆的悬置距离Lc，在摆臂的悬置安装位置处所施加的载荷F，及步骤(2)中计算得到的橡胶衬套的径向刚度kx，利用稳定杆系统变形及摆臂位移的几何关系，对外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的侧倾线刚度和侧倾角刚度的ANSYS仿真验算值，进行计算，即fws＝fC+F/kx；将该非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾线刚度和侧倾角刚度的ANSYS仿真验证值K_ws、与步骤(5)中计算得到的K_ws、值进行比较，从而对所提供的外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的验算方法进行验证。