1.实例设计

某车辆悬架动挠度限位行程[f_d]=7cm，需要最佳匹配线刚度[k_wle]=90N/mm的横向稳定杆，其结构尺寸如图7-10所示，稳定杆材料的泊松比μ=1/3；l₀=400mm；l_c=800mm；l₁=150mm；R=50mm；θ=60°；l₂、l₃、l_T和l可由上述已知尺寸表达；许用剪应力[τ]=800MPa。橡胶衬套结构尺寸如图7-11所示，厚度l_r为12mm；橡胶材料的泊松比μ_x=0.5；弹性模量E=7.8MPa。

查阅表7-2，把直径d=18mm及上述数据分别代入式（7-61），得需要的衬套径向刚度k_r为负值，不满足条件；直径d=19mm也不满足条件。把直径d=20mm代入式（7-61），得k_r=3974.7N/mm，根据其近似值k′_r=3813.8N/mm，选取橡胶衬套的长度为l_x=30mm。故由表7-1，可选择橡胶衬套的实际参数为：长l_x=30mm，厚度l_r为12mm，直径d=20mm，径向刚度k_r=3813.8N/mm。

根据式（7-62）得，k_wle=89.66N/mm，代入式（7-63），得η=0.38%≤2%，故所配的横向稳定杆满足匹配刚度要求。

根据式（7-64），可得横向稳定杆的最大剪应力为τ=775MPa<[τ]=800MPa，故它满足应力强度要求。

2.仿真验证(www.daowen.com)

利用ANSYS/Workbench软件建立横向稳定杆仿真模型，在整个稳定杆两端施加彼此反向且垂直于稳定杆平面的载荷F=900N，进行静力学变形仿真分析，其仿真结果如图7-13所示。

图7-13 横向稳定杆变形仿真云图

根据式（7-58）可知，施加载荷F=900N时，设计要求的横向稳定杆端点变形量为10mm；对横向稳定杆进行变形数值仿真分析，所得到的横向稳定杆端点变形值为9.96mm，相对偏差仅为0.4%。

通过对基于横向稳定杆过渡圆角及安装橡胶衬套变形的车辆悬架横向稳定杆设计模型的建立、实例设计和仿真验证，可知：在对车辆悬架横向稳定杆设计建模时，应考虑过渡圆角、橡胶衬套变形及安装位置的影响；所建立的汽车悬架横向稳定杆等效模型及直径设计方法是正确的，直径设计值是可靠的，对汽车悬架系统优化设计具有重要的参考价值。