[发明专利]悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法

摘要

本发明涉及悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法，属于车辆悬架技术领域。先前国内、外对于橡胶衬套安装间距一直未能给出可靠的设计方法。本发明其特征在于以橡胶衬套安装间距为待设计参变量，根据稳定杆系统的侧倾角刚度设计要求值，车辆的轮距，稳定杆和橡胶衬套的结构及材料特性参数，建立了橡胶衬套安装间距的优化设计数学模型，利用Matlab程序便可得到橡胶衬套安装间距的优化设计值。利用该方法可提高稳定杆的设计水平和性能，即仅通过对橡胶衬套安装位置的优化设计，便可使稳定杆系统达到侧倾角刚度的设计要求，提高车辆行驶平顺性和操纵安全性；同时，利用该方法可降低设计和试验费用及生产成本，提高企业的经济效益。

主权项

悬架稳定杆橡胶衬套安装间距的设计方法，其具体设计步骤如下：(1)橡胶衬套径向线刚度Kx的计算：根据橡胶衬套的内圆半径ra，外圆半径rb，轴向长度L，弹性模量Ex，泊松比μx，对橡胶衬套的径向线刚度Kx进行计算，即：Kx=1u(rb)+y(rb);]]>其中，y(rb)=a1I(0,αrb)+a2K(0,αrb)+a3+(1+μx)5πExL(lnrb+rb2ra2+rb2),]]>a1=(1+μx)[K(1,αra)ra(ra2+3rb2)-K(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLαrarb(ra2+rb2)[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)],]]>a2=(μx+1)[I(1,αra)ra(ra2+3rb2)-I(1,αrb)rb(3ra2+rb2)]5πExLαrarb(ra2+rb2)[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)],]]>a3=-(1+μx)(b1+b2+b3)5πExLαrarb(ra2+rb2)[I(1,αra)K(1,αrb)-K(1,αra)I(1,αrb)],]]>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)lnra];]]>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)；(2)建立稳定杆端部垂向位移的变形系数Gw的表达式：以两橡胶衬套之间的安装距离l0作为待设计参量，根据横向稳定杆的总长度lc，臂长l1，过渡圆弧的圆心角θ，圆弧半径R，材料弹性模量E和泊松比μ，建立稳定杆端部垂向位移的变形系数Gw的表达式，即：Gw(l0)=G+8(l0-lc)2lc3πE;]]>其中，Gw(l0)是关于两橡胶衬套之间的安装距离l0的表达式；G=G1+G2+G3+G4πE;]]>G1=-64[l13+(l1cosθ+Rsinθ)3]3,]]>G2=32R[l12(θ+sin2θ2)+R2(θ-sin2θ2)+2l1Rsin2θ],]]>G3=32R(μ+1)[R2(3θ+sin2θ2-4sinθ)+l12(θ-sin2θ2)+8l1Rsin4θ2],]]>G4＝‑32(μ+1)[R(cosθ‑1)‑l1sinθ]2[2l1cosθ‑lc+2Rsinθ]；(3)橡胶衬套安装间距l0优化设计数学模型的建立及设计：根据前桥或后桥的轮距B，稳定杆的直径d，总长度lc，稳定杆系统侧倾角刚度的设计要求值步骤(1)中计算所得到的橡胶衬套的径向线刚度Kx，步骤(2)中所建立的稳定杆端部变形系数Gw的表达式，以橡胶衬套安装间距l0作为待设计量，建立橡胶衬套安装间距l0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，便可得到满足稳定杆系统侧倾角刚度设计要求的橡胶衬套安装间距l0的优化设计值。