基于ADAMS的汽车悬架装置的仿真分析与优化

基于ADAMS的汽车悬架装置的仿真分析与优化汇报者：柳仲达学号：2010703009

计算机辅助工程分析昆明理工大学引言悬架是汽车的车架与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。传递车轮和车架之间的力和力扭缓冲车架或车身的冲击力衰减引起的震动保证汽车平顺地行驶计算机辅助工程分析昆明理工大学引言麦弗逊独立悬架具有结构简单、非簧载质量小、发动机及转向系易于布置等诸多优点。使得该悬架在轿车、轻型车等领域具有广泛应用。它的主要缺点是当悬架在变形时，主销轴线也随之改变，前轮定位参数和轮距也都会相应改变，且变化量可能很大。因此，如果悬架结构设计不当，就会大大影响汽车产品的使用性能(如转向沉重、摆振、轮胎偏磨、影响轮胎使用寿命等)。计算机辅助工程分析昆明理工大学引言某皮卡车的前悬架采用的就是麦弗逊悬架，其主销长度为330mm，主销内倾角为10°，主销后倾角为2.5°，上横臂长为350mm，上横臂在汽车横向平面的倾角为9.5°，下横臂轴水平斜置角为10°，车轮前束角为0.2°。厂家反映该悬架轮胎磨损非常严重，为解决此问题，我们借助ADAMS／car专业模块，构建该悬架的电子样机模型，使用ADAMS／insight试验设计与分析模块进行虚拟试验，进而进行优化设计。计算机辅助工程分析昆明理工大学1、创建前悬架模型汽车悬架系统是比较复杂的空间机构。基于ADAMS的虚拟样机技术，可把实际悬架及转向系统的结构抽象为下图所示动力学仿真模型。弹簧上横臂转向拉杆下横臂车轮测试台转向节主销拉臂计算机辅助工程分析昆明理工大学2、测试前悬架模型对车轮进行平行跳动仿真来分析车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角的变化，由于前束角是为了消除车轮外倾带来的边滚边滑的不良后果，这里我们直接分析前轮侧滑量的变化。主销后倾角随车轮跳动的变化主销内倾角随车轮跳动的变化后倾角变化为范围2.537～2.552内倾角变化为范围9.9～11.7计算机辅助工程分析昆明理工大学2、测试前悬架模型前轮外倾角随车轮跳动的变化前轮接地点侧向滑移随车轮跳动的变化1．车轮的侧向滑移量过大，上跳-100ram处滑移值22mm，在100ram处为-8mm，该车行驶时轮胎将严重磨损；2．车轮定位参数在车轮上下跳动过程中变化都不太大，对此皮卡车性能影响不大。外倾角变化为范围-0.7～1.1侧向滑移变化为范围-8～22计算机辅助工程分析昆明理工大学3、细化前悬架模型通过创建设计变量，按下表对模型参数化。设计变量物体参数DV_1Kingpin_LengthDV_4LCA_LengthDV_7UCA_Length

······Pull_arm_Length计算机辅助工程分析昆明理工大学3、细化前悬架模型通过对模型参数话，再对设计点进行参数化。得到下图所示结果计算机辅助工程分析昆明理工大学4、定制界面主销修改菜单下横臂修改菜单上横臂修改菜单添加修改菜单栏演示计算机辅助工程分析昆明理工大学5、优化前悬架模型为减轻轮胎的磨损，选择车轮接地点侧向滑移量的绝对值作为目标函数，通过对上横臂长度、上横臂在汽车横向平面的倾角、下横臂长度和下横臂在汽车横向平面的倾角的优化分析，使车轮接地点侧向滑移的绝对值最小。优化前侧向偏移变化仿真计算机辅助工程分析昆明理工大学5、优化前悬架模型优化过程中最大侧向偏移变化曲线优化过程中侧向偏移变化曲线优化后侧向偏移变化仿真计算机辅助工程分析昆明理工大学5、优化前悬架模型优化结果显示通过数据显示，车轮在跳动±100mm时，接地点最大侧向滑移从优化前的18.063变为优化后的1.1893,极大解决了轮胎磨损严重的问题计算机辅助工程分析昆明理工大学总结1、本次作业利用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS的Car模块建立了某皮卡车麦弗逊悬架的计算机仿真模型，使用ADAMS／Insight模块将下摆臂布置,对悬架的定位参数和侧滑的影响进行了详细分析，并进一步进行了优化设计，较好地解决了悬架跳动过程中定位参数变化过大，轮胎磨损严重的问题。2、对于其他的麦弗逊悬架，将本次建立的计算机仿真模型所用的基本空间参数进行调整，可以快速准确地得到该悬架的基本性能曲线，通过ADAMS／Insight，可以针对悬架具体的性能目标要求对结构进行改进。总的