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横向稳定杆的参数计算与设计
廉保绪;丁能根
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2000(021)003
【摘要】横向稳定杆是汽车悬架中的重要零件.它不仅可以防止车身在转向等情况下发生过大的侧倾,还直接影响到汽车的操纵稳定性.本文推导了横向稳定杆侧倾角刚度计算公式,并在此基础上分析了其主要影响因素.还提出了横向稳定杆的若干设计要点,并介绍了根据横向稳定杆的应力有限元分析结果确定其弯曲处曲率半径的方法.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】廉保绪;丁能根
【作者单位】安徽安凯汽车股份有限公司,安徽,合肥230051;北京航空航天大学,汽车工程系,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】U463.326
【相关文献】
1.汽车横向稳定杆设计计算的最新进展 [J], 王海宝
2.汽车悬架横向稳定杆的参数化设计 [J], 王靖岳;殴阳纯;梁洪明
3.汽车悬架横向稳定杆的参数化设计 [J], 王靖岳;殴阳纯;梁洪明;
4.基于CATIA的汽车横向稳定杆的参数化设计 [J], 李群;何耀华
5.基于CATIA的汽车横向稳定杆的参数化设计 [J], 李群;何耀华
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汽车横向稳定杆(Stabilizer Bar or T orsion Bar) 生产工艺简介现代轿车为了追求舒适性，悬架都很软，即固有频率很低，为提高悬架的侧倾角刚度，减小横向倾斜，悬架中大部分都设有横向稳定杆，以保证良好操纵稳定性。
横向稳定杆属于汽车的二类安全件，其生产厂家属于汽车整车厂（OEM）配套体系中的第一供应链（T eir 1）供应商，生产厂家的质量管理体系（QMS）必须通过汽车行业质量管理体系ISO/TS16949:2002的认证。
横向稳定杆由弹簧钢制造，呈扁平的U形，横向地安装在汽车前端或后端，（大部分安装在车架和控制臂之间，也有安装在轮毂等其他位置的。
）因需避让底盘上的各种零部件，横向稳定杆具有多样性和复杂性。
一般来说，一部轿车至少有一根前稳定杆，大部分的还有一根后稳定杆。
其他车辆，如卡车也至少有一根稳定杆。
车型不同则形状不同，同一辆车前后杆也不同，相互间也无相似之处。
平面结构极少，大部分都是空间结构，而且形状极其复杂。
部分车型的稳定杆已经开始采用空心结构，我司也正在和合肥工业大学合作开发空心稳定杆和相关新材料的开发。
横向稳定杆的主要生产和检验手段是加热成型、锻造、淬火、回火、探伤、表面强化、喷涂、硬度检测、元素分析和金相分析等。
成品主要指标有空间几何尺寸，表面硬度、刚度、疲劳强度，外观要求等。
我们安庆市恒瑞达汽车零部件制造有限公司（ANQING HRD AUTOMOBILE SPARE PARTS MANUFCTURE CO., L TD.）是生产包括横向稳定杆在内的汽车杆件开发、生产、销售和服务的专业提供商。
横向稳定杆的主要材料是弹簧钢，一般由客户提供的图纸决定。
主要材质为：60Si2Mn（SUP7）、60Si2MnA、55CrMn（SUP9、55Cr3）、50CrVA（SUP10）。
材料规格一般为ф18-ф40圆钢不等。
这些材料主要由专业的特种钢材生产厂家生产，我司根据销售和生产计划提前向这些厂家订购（或定做）上述材料。
弹性模量E 206000Mpa
杆直径d 42mm 截面主惯性矩I
152745.0202
mm^4截面极惯性矩Ip 305490.0404mm^4
两端纵向部分长度a 343mm 中部长度L 1168.5mm 杨氏模量G 75460Mpa 材料泊松比μ0.25稳定杆夹角θ
1.448623279rad 横向稳定杆侧倾角刚度K Φ
188769631.2Nmm/rad 材料单位长度许用扭转角
B、C两端的允许转角［φ］0°
B、C两端的转角φ（即车身侧倾角α）
0.157930745rad 9.048765°A、D两点沿Z方向绝对位移量57.06270934mm
L1
44mm L2
340mm LZ(既是L)976mm R
64mm La
1080mm φ
1.692969374rad L0
286.5838986mm 1/K
0.005744247mm/N 截面极惯性矩Ip 305490.0404mm^4抗扭断面系数Wp 14547.14478mm^3横向稳定杆侧倾角刚度K Φ
101527673.2Nmm/rad 车身侧倾角
0.104719755rad 车身侧倾角为α时，横向稳定杆两端部载荷P或F
18303.61996N 最大弯曲应力σ在BC 、B"C"段的θ=φ-β处，β=arctan （R/L0）738.9400024N/mm^2
最大剪应力τ在θ=0处的C、C"点处438.6765783N/mm^2最大主应力σmax发生在BC、B"C"段819.4665727N/mm^2第一种计算方法
第二种计算方法。
车辆横向稳定杆总成性能分析与设计作者：文/ 刘艳菊来源：《时代汽车》 2020年第18期刘艳菊奇瑞汽车有限公司安徽省芜湖市 241009摘要：车辆的横向稳定杆对车身的侧倾控制起很大的作用，一个好的稳定杆设计，能最大程度的发挥它的效能、减轻它的重量及成本。
本论文基于ADAMS软件，采用广义非线形梁模型，通过分析稳定杆总成对悬架垂直刚度的贡献，来研究影响横向稳定杆性能的各种因素极其影响程度，从而达到指导稳定杆最优化设计的目的。
关键词：横向稳定杆非线形梁模型悬架优化设计垂直刚度Performance Analysis and Design of Vehicle Transverse Stabilizer Bar AssemblyLiu YanjuAbstract：The vehicle's lateral stabilizer bar plays a very important role in the roll control of the body. A good stabilizer bar design can maximize its effectiveness and reduce its weight and cost. This thesis is based on ADAMSsoftware and uses a generalized nonlinear beam model. By analyzing the contribution of the stabilizer bar assembly to the vertical stiffness of the suspension, various factors that affect the performance of the stabilizer bar and the degree ofinfluence are studied, so as to guide the optimal design of the stabilizer bar the goal of.Key words： transverse stabilizer bar, non-linear beam model, suspension, optimal design, vertical stiffness1 绪论稳定杆的主要作用，一是用来增加悬架侧倾角刚度，减小整车侧倾角度，改善车辆的侧向稳定性，增加乘员安全感；二是匹配前后悬架侧倾刚度的比值，调整车辆的转向特性；此外，在有些悬架系统中，横向稳定杆还兼起部分导向杆系的作用。
汽车横向稳定杆关键生产工艺汽车横向稳定杆用来提高汽车悬架侧倾角刚度.减少车身倾角. 使汽车在路况不平或转弯时能够行驶平稳.与扭杆弹簧不同之处是有4点固定安装在悬架上.其中两端头通过侧臂端部的橡胶垫或球头连杆与悬架导向臂连接,杆的中部用橡胶衬套与车身相连.车辆在行驶中,如果左,右车轮同时上下跳动.那么横向稳定杆起不了作用: 当左,右车轮垂直方向产生相对位移时,横向稳定杆中间部分受扭转侧臂受弯,起到增加悬架刚度作用.目前进口轿车,国产轿车前后悬架全部装配了横向稳定杆, 多功能运动车等基本都装配有前稳定杆或前,后两种横向稳定杆.轻卡,重卡也越来越多地装配了横向稳定杆.装有横向稳定杆的车辆行驶较稳定,舒适翻车几率大大降低,据统计在路况差,急转弯时装有横向稳定杆的车辆翻车概率降低60%-80%汽车横向稳定杆常用原料一般为弹簧圆钢(为减轻质量,有的横向稳定杆采用空心圆管制成,管壁厚与外径之比多为0.125左右.此时,比实心杆外径增加了11.8%,但 4结束语定位基准的选择不是固定的 ?南昌长力钢铁股份有限公司冀永相质量可以减轻约50%)通常情况下不用剥皮,国内生产材质主要为 6OSi2Mn,50CrVA.日本几家汽车公司一般采用Sup9系列. 原材料经过外观质量检查后合格的材料按钢号分类库存或投入现场进行加工制造.关键生产工艺主要有端部成形,整体成形,淬火, 回火,喷丸强化,下料.1端部成形因安装需要.汽车横向稳定杆两端一般要加工成扁头状,圆筒状. 其中.扁头状应用最普遍. 这也就是汽车横向稳定杆的端部成形加工一般采用端部加热装置(以往采用燃气,煤油,现在多采用中频加热)把材料加热到 950-1000.c,在专用热锻机上成形.此时模具作业条件恶劣. 高温,高压及材料在模具里流动都会给模具造成很大损坏.建议选用耐高温,耐磨性高的模具成形机上进行弯制即为整体成形.通常将杆体温度加热到940—98O .C,保温一定时间,取出成形.值得一提的是,杆体两端温度一定要尽可能均匀.否则在成形后会出现左右横臂不对称.且无法修复致使产品中途报废的情况.此工序在所有制作工序中最为重要.也可以说是汽车横向稳定杆制作的技术核心部分.大部分杆体的弯曲形状都在该工序完成.咸形机显出了它的重要性.特别是轿车用横向稳定杆一般为三维复杂形状其成形完全依赖三维威形机,如图 1.因此.要特别注意成形机的日常维护和保养.图1三维成形机:三羔行冷3淬火却也是提高热锻模寿命的关键.,2整体成形处把半成品杆体整体加热,随后在It,-J-问都得严格控制,不得有过烧,在充分掌握选择原则的基础上.要况.合理选择粗,精基准,科学根据工件毛坯的实际情况,产品结构的设计要求,现有设备的精度状安排加工工艺.灵活运用.综合考虑.才能加工出高质量的产品.圃 54汽车工艺与材料AT&M2009年第11期强扭曲,严重氧化,脱碳等缺陷.淬火的目的是使横向稳定杆获得所需的马氏体组织.提高工件的硬度, 强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等.汽车横向稳定杆一般采用普通油淬火,60Si2Mn淬火温度一般在880+20.C,50CrVA淬火温度一般在860+20C.而油中冷却时间根据横向稳定杆材质和直径大小而略有不同.除此之外介质温度一般控制在 20-80.C时淬火质量最好.汽车横向稳定杆是长物件,其淬火作业除遵守一般淬火常规工艺外.还应特别注意其整体加热和冷却中的变形问题.多数横向稳定杆是三维结构且形状复杂.因此热处理后在一些弯曲部分会产生较大变形,难以修正.公司经过多年制作总结出有效方法:对于形状复杂产品采用约束淬火(制作专门约束淬火夹具)形状简单,杆径较粗的产品可采用自由淬火.4回火回火是指钢件经淬硬后.再加热到某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺.常见的回火工艺有低温回火,中温回火, 高温回火和多次回火等.汽车横向稳定杆一般采用中温回火.这不仅消除了淬火时所产生的应力,还可获得高的屈服强度,硬度,弹性极限和较高韧性.如公司生产的柳汽 29MA一08011横向稳定杆(材质为60Si2Mn,28mm)回火温度480-520.C加热保温90min,回火后得到硬度值37-44HRCgl:]均匀细致的屈氏体组织,屈服强度,弹性极限和韧性也较为理想;随机抽取3根进行疲劳测试,3O 万次后均未产生裂纹或断裂.因此.回火加热保持时间至少应在1h以上.表1为钢奥氏体化大体升温时间和热保持时间.回火是汽车注:装入质量在各炉标准装入质量的1/2以下;一装入质量在各炉标准装入质量的1/2以上.横向稳定杆生产的最后一道热处理工序,因此决定着横向稳定杆的力学性能.回火时温度要均匀,保温时间要充足.工件在加热过程中应避免互相紧贴和挤压.5精整精整是将回火后形状尺寸稍有超差的横向稳定杆半成品通过人工修正变为合格产品.由于产生塑性变形量很小.经检测能达到产品要求疲劳寿命.该工序提高了产品合格率,在很大程度上降低了生产成本因此在生产中是不可缺少的. 即使在设计三维成形机时考虑到产品的淬火,回火变形量.但由于变形存在离散性,故精良的三维成形机最高也只能达到90%左右的合格率.精整工序也是不可缺少的.目前,国内横向稳定杆厂家一般都有此工序.6喷丸强化喷丸强化是提高汽车横向稳定杆疲劳强度的重要工序.横向稳定杆经喷丸后产生塑性变形,形成一定厚度的表面强化层强化层内形成较高的残余压应力和密度极高的位错(也就是表层冷作硬化),因而提高了横向稳定杆的疲劳极限. 钢丸选用钢丝丸.钢丝丸比铸铁丸好.不易破碎,寿命长避免碎破钢丸损伤横向稳定杆表面. 7无损探伤无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段.常用的无损探伤方法有X射线探伤,超声波探伤,磁粉探伤,渗透探伤,涡流探伤,y射线探伤,萤光探伤,着色探伤等.汽车横向稳定杆通常采用磁粉探伤. 当横向稳定杆磁化时,若表面有缺陷存在,由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁,形成局部磁场,磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置.从而判断缺陷的存在.8喷涂喷涂是汽车横向稳定杆生产最后工序.也是很重要的一道工序. 因为横向稳定杆装置在底盘上,条件恶劣污水,石块容易造成涂料腐蚀,剥落,所以必须加强防锈能力.公司最初采用黑色油漆进行涂装,但达不到日本三菱ES.X71221 (要求耐盐雾试验480h)涂装标准.后对喷涂工艺进行改进——采用自动化喷塑工艺.现在产品涂层均匀,硬度高,附着力强,耐盐雾时间超过480h涂层质量得到了很大提高.另外,喷塑对环境污染小,散落塑粉可回收,因此利用率相当高. 喷塑是一种较好的涂装工艺.I圈 2009年第11期l汽车工艺与材料AT&Mi55。
汽车横向稳定杆设计计算的最新进展王海宝【摘要】文章主要阐述了如何通过汽车横向稳定杆的热处理控制要点,保证横向稳定杆的使用性能与可靠性,获得良好的金相组织,从而提升横向稳定杆的疲劳寿命.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】3页(P194-196)【关键词】横向稳定杆;疲劳强度;刚度【作者】王海宝【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U462.1横向稳定杆，是汽车悬挂中的一种辅助弹性元件，它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾，目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性。
横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧，形状呈“U”形，横置在汽车的前端和后端。
杆身的中部，用套筒与车架铰接，杆的两端分别固定在左右悬挂上，如图1。
横向稳定杆通常固定在左右悬挂的下臂，车子在过弯时离心力会作用在车的滚动中心造成车身的侧倾，导致弯内轮和弯外轮的悬挂拉伸和压缩，造成防倾杆的杆伸扭转，利用杆身被扭转产生的反弹力来抑制车身侧倾。
这里所说的『侧倾』和所说车身的『滚动』（Roll）是一样的；所谓『滚动』从车头方向看去就如同把车子架在一根纵向从车头穿过车尾的轴，然后做旋转，当然这种旋转是小幅度的。
稳定杆只有在起作用时才会使行路性变硬，不像硬的弹簧会全面的使行路性变硬。
如果要完全靠弹簧来减少车身的侧倾那可能需要非常硬的弹簧，更要用阻尼系数很高的避震器来抑制弹簧的弹跳，这样一来我们就必须去承受硬的弹簧和避震器所造成诸如行路性、行经不平路面时循迹性不良的后遗症。
但是如果配合适当的稳定杆不但可以减少侧倾，更不必牺牲应有的舒适性和循迹性。
因此，稳定杆和弹簧的搭配是达成行路性和操控性妥协的最可行方法。
国内外很多学者在分析横向稳定杆对汽车操纵动力学性能的影响时，都涉及到横向稳定杆“侧倾角刚度”这一概念，大体说，当车身侧倾时，横向稳定杆就产生一弹性恢复力偶矩作用于车身，所以有人将稳定杆的弹性恢复力偶矩与车身侧倾角的关系曲线在侧倾角为0°处的斜率定义为横向稳定杆的侧倾角刚度（下文中把稳定杆的侧倾角刚度用Kφ表示）。
10.16638/ki.1671-7988.2019.04.040基于adams/view的重型越野车横向稳定杆设计李志栋（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：针对某双横臂式独立悬架K&C特性已初步确定的重型越野车，校核其侧倾角刚度，并对该车前桥横向稳定杆进行设计计算。
随后利用adams/view对整车的操纵稳定性进行仿真分析和实车试验验证。
研究表明，试验与仿真结果相一致，与设计要求相符，表明该横向稳定杆的设计合理。
基于仿真方法进行整车操纵稳定性分析对以后的设计有着重要的指导意义。
关键词：重型越野车；横向稳定杆；Adams/view；操纵稳定性中图分类号：U469.3 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)04-117-04Anti-roll bar Design of Heavy off-road Vehicle based on the Adams/ViewLi Zhidong( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )Abstract: For a heavy off-road vehicle, which double beam independent suspension K&C characteristics has been identified. Check the roll angle stiffness, Design and calculation the front suspension anti-roll bar, simulation of the vehicle handling stability through Adams/view, and the test verification is carrisd out. The simulation and test results are basically the same, and meet the design requirements. This indicate the anti-roll bar designed reasonable, the simulation analysis of vehicle handling stability has guiding significance for future design.Keywords: heavy off-road vehicle; Anti-roll bar; Adams/view; Handling stabilityCLC NO.: U469.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)04-117-04前言在重型越野车悬架设计过程中，为保证成员的舒适性，前悬架的设计较“软”，一般会引发垂直刚度和侧倾角刚度减小等问题，进而导致车身转弯时的侧倾角Φr较正常情况下偏大；同时，为满足整车载荷特性的实际需求，重型越野车的后桥刚度大于前桥，因此，后桥侧倾角刚度和轮胎侧偏角也均比前桥大，一定程度上增加了转弯时整车过多转向的可能。
