[发明专利]外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的悬置间距的设计方法

权利要求书

1.外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的悬置间距的设计方法，其具体设计步骤如下：

(1)外偏置非同轴式驾驶室扭管的等效线刚度K_T的计算：

根据扭管长度L_w，内径d，外径D，外偏置量T，弹性模量E和泊松比μ，及摆臂长度l₁，对稳定杆的扭管在驾驶室悬置安装位置处的等效线刚度K_T进行计算，即

KT=πE(D4-d4)32(1+μ)(l1+T)2LW;]]>

(2)外偏置非同轴式驾驶室稳定杆的橡胶衬套的等效组合线刚度K_x的计算：

①外偏置非同轴式稳定杆系统的扭转橡胶衬套的载荷系数η_F的计算

根据扭管长度L_W，泊松比μ，外偏置量T，及摆臂长度l₁，对扭转橡胶衬的载荷系数η_F进行计算，即

ηF=24(1+μ)l1TLW2;]]>

②橡胶衬套的径向刚度k_x的计算

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，对橡胶衬套的径向刚度k_x进行计算，即

kx=1u(rb)+y(rb);]]>

其中，

y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+1+μx5πExLx(ln rb+rb2ra2+rb2),]]>

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

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

a3=-(1+μx)(b1-b2+b3)5πExLxαrarb[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+3ra2),]]>

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

α=215/Lx,]]>

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)；

③外偏置非同轴式驾驶室稳定杆橡胶衬套的等效组合线刚度K_x的计算

根据①步骤中计算得到的扭转橡胶衬套的载荷系数η_F，及②步骤中计算得到的橡胶衬套的径向刚度k_x，对驾驶室稳定杆橡胶衬套的等效组合线刚度K_x进行计算，即

Kx=kx1+ηF;]]>

(3)外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的悬置间距L_c的设计：

根据驾驶室对稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值步骤(1)中计算得到的扭管的等效线刚度K_T，及步骤(2)中计算得到的橡胶衬套的等效组合线刚度K_x，对外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的悬置间距L_c进行设计，即

(4)外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的ANSYS仿真验证：

利用ANSYS有限元仿真软件，根据稳定杆系统的结构参数、材料特性参数及设计所得到的稳定杆系统的悬置间距L_c，建立外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的仿真模型，划分网格，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，得到摆臂最外端的变形位移量f_A；

根据ANSYS仿真所得到的摆臂最外端的变形位移量f_A，摆臂长度l₁，摆臂的悬置安装位置到最外端的距离Δl₁，稳定杆系统的悬置距离L_c，在摆臂的悬置安装位置处施加的载荷F，及步骤(2)中的②步骤中计算得到的橡胶衬套的径向刚度k_x，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侧倾角刚度的ANSYS仿真验证值，进行计算，即

fC=l1fAl1+Δl1;]]>

fws=fC+Fkx;]]>

将该非同轴式驾驶室稳定杆系统侧倾角刚度的ANSYS仿真验证值与设计要求值进行比较，从而对所提供的外偏置非同轴式驾驶室稳定杆系统的悬置间距的设计方法及参数设计值进行验证。