[发明专利]车辆悬架侧倾角刚度的校核方法

权利要求书

1.车辆悬架侧倾角刚度的校核方法，其具体步骤如下：

(1)车辆悬架所需要的总侧倾角刚度的计算：

根据车辆车身质量m_s，车身质心与侧倾轴间的距离h_s，车轮半径r，侧向加速度a_y，及车辆设计所要求的车身最大侧倾角对车辆悬架所需要的总侧倾角刚度进行计算，即：

其中，g为重力加速度；

(2)前、后悬架弹簧的侧倾角刚度和的计算：

根据车辆的前轮距B_f和后轮距B_r，前摆臂长度T_1f，后摆臂长度T_1r，前、后悬架弹簧安装位置到摆臂铰链点之间的距离T_2f和T_2r，及前、后悬架弹簧的线刚度k_sr和k_sr，对前、后悬架弹簧的侧倾角刚度分别进行计算，即：

(3)前、后悬架稳定杆端部垂向位移的变形系数G_wf和G_wr的计算：

根据前、后悬架稳定杆的总长度l_cf和l_cr，中间两个橡胶衬套的安装距离l_0f和l_0r，前、后稳定杆的臂长l_1f和l_1r，前、后稳定杆的过渡圆弧半径R_f和R_r，过渡圆弧的圆心角θ_f和θ_r，及材料弹性模型E和泊松比μ，对前、后悬架稳定杆端部垂向位移的变形系数G_wf和G_wr进行计算，分别为：

Gwf=Q1f-Q2f+Q3f+Q4f+Q5f-Q6fπE,]]>

Gwr=Q1r-Q2r+Q3r+Q4r+Q5r-Q6rπE,]]>

式中，Q1f=64l1f33,Q2f=64[(l1fcosθf+Rfsinθf)3+18(l0f-lcf)3]3,]]>

Q3f=64Rf[12l1f2(θf+sin2θf2)+12Rf2(θf-sin2θf2)+l1fRfsin2θf],Q4f=8l0f(l0f-lcf)23,]]>

Q5f=64Rf(μ+1)[Rf2(3θf2+sin2θf4-2sinθf)+12l1f2(θf-sin2θf2)+4l1fRfsin4θf2],]]>

Q_6f＝32(μ+1)[R_f(cosθ_f-1)-l_1fsinθ_f]²[2l_1fcosθ_f-l_cf+2R_fsinθ_f]；

Q1r=64l1r33,Q2r=64[(l1rcosθr+Rrsinθr)3+18(l0r-lrc)3]3,]]>

Q3r=64Rr[12l1r2(θr+sin2θr2)+12Rr2(θr-sin2θr2)+l1rRrsin2θr],Q4r=8l0r(l0r-lcr)23,]]>

Q5r=64Rr(μ+1)[Rr2(3θr2+sin2θr4-2sinθr)+12l1r2(θr-sin2θr2)+4l1rRrsin4θr2],]]>

Q_6r＝32(u+1)[R_r(cosθ_r-1)-l_1rsinθ_r]²[2l_1rcosθ_r-l_cr+2R_rsinθ_r]；

(4)前、后稳定杆橡胶衬套径向线刚度K_xf和K_xr的解析计算：

根据前、后橡胶衬套的内圆半径r_af和r_ar，外圆半径r_bf和r_br轴向长度L_f和L_r，及橡胶衬套的弹性模量E_x，泊松比μ_x，对前、后悬架橡胶衬套的径向线刚度分别进行计算，即：

Kxf=1ur(rbf)+y(rbf),Kxr=1ur(rbr)+y(rbr);]]>

其中，ur(rb)=1+μx2πExL(lnrbra-rb2-ra2ra2+rb2),]]>

y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+1+μx5πExL(lnrb+rb2ra2+rb2),]]>

a1=(1+μx)[K(1,αra)ra(ra2+3rb2)-K(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αr2)I(1,αrb)](ra2+rb2),]]>

a2=(μx+1)[I(1,αra)ra(ra2+3rb2)-I(1,αrb)rb(3ra2+rb2)5πExLαrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)](ra2+rb2),]]>

a3=-(1+μx)(b1-b2+b3)5πExLαrarb[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+3rb2),]]>

b3=αrarb[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)][ra2+(ra2+rb2)lnra],]]>

α=215/L,]]>

Bessel修正函数I(0,αr_b)，K(0,αr_b)，I(1,αr_b)，K(1,αr_b)，

I(1,αr_a)，K(1,αr_a)，I(0,αr_a)，K(0,αr_a)；

I(0,α_af)，K(0,α_af)；

其中，u(dr)=1+μx2πExLr(lndr+2hr+2Δlrdr+2Δlr-(dr+2Δlr+hr)hrNr)]]>

y(dr)=a1rI(0,αbr)+a2rK(0,αbr)+a3r+1+μx5πExLr(ln(dr2+hr+Δlr)+(dr+2hr+2Δlr)24Nr),]]>

a1r=(1+μx)[K(1,αar)Mr-K(1,αbr)Pr]5πExLrαrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)]Nr,]]>

a2r=(μx+1)[I(1,αar)Mr-I(1,αbr)Pr]5πExLrαrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)Nr,]]>

a3r=(1+μx)(b1r+b2r+b3r)5πExLrαrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)]Nr,]]>

Nr=2(dr2+Δlr)2+hr2+2(dr2+Δlr)hr;]]>

Mr=(dr2+Δlr)[(dr2+Δlr)2+3(dr2+hr+Δlr)2],]]>

Pr=(dr2+hr+Δlr)[3(dr2+Δlr)2+(dr2+hr+Δlr)2],]]>

αar=αr(dr2+Δlr),αr=215/Lr,αbr=αr(dr2+hr+Δlr),]]>

Rabr=(dr2+hr+Δlr)(dr2+Δlr);]]>

b_1r＝[I(1,α_ar)K(0,α_ar)+I(0,α_ar)K(1,α_ar)]M_r，

b_2r＝-[I(1,α_br)K(0,α_ar)+I(0,α_ar)K(1,α_br)]P_r，

b3r=αrRabr[I(1,αar)K(1,αbr)-I(1,αbr)K(1,αar)][(dr2+Δlr)2+Nrln(dr2+Δlr)];]]>

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

                I(1,α_ar)，K(1,α_ar)，I(0,α_ar)，K(0,α_ar)；

(5)前、后稳定杆系统的侧倾角刚度和的校核计算：

根据车辆前、后桥的轮距B_f和B_r，前、后悬架稳定杆的直径d_f和dr，长度l_cf和l_cr，前、后稳定杆橡胶衬套安装距离长度l_0f和l_0r，步骤(3)中计算所得到的前、后稳定杆的端点处的变形系数G_wf和G_wr，步骤(4)中计算所得到的前、后橡胶衬套的径向刚度K_xf和K_xr，对前、后稳定杆系统的侧倾角刚度和分别进行校核计算，即：

(6)车辆总侧倾角刚度的校核计算：

根据步骤(2)中计算所得到的前、后悬架弹簧的侧倾角刚度和步骤(5)中所得到的前、后稳定杆系统的侧倾角刚度和对车辆总侧倾角刚度进行校核计算，即:

如果车辆总侧倾角刚度的校核计算值大于或等于步骤(1)中计算所得到的车辆所要求的设计值即则车辆侧倾角刚度满足车辆设计要求；否则，如果则车辆侧倾角刚度不满足车辆设计要求，需要对前后悬架稳定杆系统进行调整设计。