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2 0 0 7 年 第 3 期 雙 橫 臂 獨 立 懸 架 A D A M S 建 模 及 運 動 特 性 分 析 于 海 波 1 2 李 幼 德 1 門 玉 琢 1 鄧 陽 慶 1 2 1 吉 林 大 學 2 中 國 第 一 汽 車 集 團 公 司 技 術 中 心 摘 要 利 用 A D A M S 建 立 了 某 輕 型 車 完 整 的 雙 橫 臂 獨 立 懸 架 運 動 學 仿 真 模 型 為 反 映 車 輛 的 真 實 行 駛 工 況 對 左 右 車 輪 測 試 平 臺 分 別 創(chuàng) 建 了 隨 機 激 勵 通 過 仿 真 分 析 揭 示 了 運 動 特 性 參 數(shù) 在 懸 架 運 動 過 程 中 的 變 化 規(guī) 律 并 對 原 導 向 機 構 存 在 的 問 題 進 行 了 優(yōu) 化 計 算 結 果 表 明 前 輪 定 位 參 數(shù) 在 優(yōu) 化 前 后 的 變 化 量 較 小 均 在 設 計 要 求 的 范 圍 內(nèi) 輪 距 和 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 的 變 化 較 大 優(yōu) 化 后 二 者 都 在 理 想 的 范 圍 內(nèi) 變 動 達 到 了 預 期 優(yōu) 化 目 標 主 題 詞 獨 立 懸 架 運 動 特 性 仿 真 優(yōu) 化 中 圖 分 類 號 U 4 6 3 3 3 1 文 獻 標 識 碼 A 文 章 編 號 1 0 0 0 3 7 0 3 2 0 0 7 0 3 0 0 0 5 0 3 M o d e l i n g a n d K i n e m a t i c C h a r a c t e r i s t i c s A n a l y s i s o f D o u b l e W i s h b o n e I n d e p e n d e n t S u s p e n s i o n o n A D A M S Y u H a i b o 1 2 L i Y o u d e 1 M e n Y u z h u o 1 D e n g Y a n g q i n g 1 2 1 J i l i n U n i v e r s i t y 2 F A W G r o u p C o r p o r a t i o n R 為 車 輪 前 束 角 為 主 銷 后 傾 角 為 主 銷 內(nèi) 傾 角 E x E y E z G x G y G z A x A y A z B x B y B z 分 別 表 示 E G A B 點 在 x y z 坐 標 軸 上 的 值 H K y K y L 5 式 中 K y 為 右 側(cè) 車 輪 上 與 K y 對 稱 點 的 坐 標 L 為 輪 距 的 初 始 值 K y K 0 y 6 2 2 運 動 學 仿 真 模 型 建 立 由 于 本 文 是 對 雙 橫 臂 獨 立 懸 架 的 運 動 學 問 題 進 行 仿 真 計 算 不 考 慮 其 動 力 學 特 性 因 此 應 用 A D A M S 建 模 時 做 如 下 簡 化 與 假 設 a 懸 架 中 各 零 部 件 以 及 輪 胎 均 為 剛 體 b 減 振 器 阻 尼 特 性 為 線 性 c 零 部 件 之 間 的 所 有 連 接 都 簡 化 為 鉸 鏈 內(nèi) 部 間 隙 不 計 各 運 動 副 內(nèi) 的 摩 擦 力 忽 略 不 計 d 選 擇 測 試 平 臺 作 為 地 面 移 動 副 添 加 直 線 驅(qū) 動 來 表 示 車 輪 受 地 面 的 激 勵 作 用 基 于 上 述 簡 化 與 假 設 根 據(jù) 表 1 提 供 的 懸 架 導 向 機 構 空 間 主 要 位 置 點 坐 標 建 立 了 A D A M S 運 動 學 仿 真 模 型 如 圖 2 表 1 懸 架 導 向 機 構 空 間 主 要 位 置 點 坐 標 值 m m 圖 2 雙 橫 臂 獨 立 懸 架 A D A M S 中 的 仿 真 模 型 模 型 中 包 括 1 8 個 部 件 不 包 括 地 面 6 個 固 定 副 3 個 移 動 副 8 個 球 副 4 個 轉(zhuǎn) 動 副 2 個 點 面 約 束 2 個 直 線 驅(qū) 動 自 由 度 數(shù) 為 2 3 懸 架 運 動 學 仿 真 及 優(yōu) 化 設 計 3 1 運 動 學 仿 真 分 析 考 慮 前 輪 的 上 下 最 大 跳 動 量 仿 真 時 在 地 面 和 測 試 平 臺 之 間 移 動 副 上 創(chuàng) 建 驅(qū) 動 為 能 真 實 反 映 車 輛 的 實 際 行 駛 條 件 對 左 右 車 輪 分 別 施 加 隨 機 位 移 激 勵 模 擬 汽 車 通 過 不 平 路 面 時 的 工 況 隨 機 激 勵 產(chǎn) 生 的 具 體 步 驟 是 把 實 際 測 得 的 左 右 車 輪 空 間 路 面 不 平 度 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 化 成 一 定 車 速 下 的 時 間 路 面 不 平 度 關 系 利 用 A D A M S 中 的 樣 條 函 數(shù) C U B S P L 擬 合 生 成 時 間 隨 機 位 移 激 勵 圖 3 和 圖 4 是 驅(qū) 動 左 右 車 輪 的 時 間 位 移 曲 線 圖 3 左 側(cè) 車 輪 的 驅(qū) 動 位 移 曲 線 圖 4 右 側(cè) 車 輪 的 驅(qū) 動 位 移 曲 線 通 過 仿 真 分 析 得 到 了 前 輪 定 位 4 個 參 數(shù) 輪 距 及 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 隨 車 輪 上 下 跳 動 的 變 化 特 性 曲 線 如 圖 5 圖 1 0 所 示 從 仿 真 結 果 看 前 輪 定 位 參 數(shù) 隨 車 輪 上 下 跳 動 變 化 較 小 均 在 設 計 目 標 范 圍 內(nèi) 保 證 了 汽 車 具 有 不 足 轉(zhuǎn) 向 特 性 和 自 動 回 正 能 力 行 駛 過 程 中 有 很 好 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 及 行 駛 安 全 性 y z x 主 要 坐 標 點 x y z 上 橫 臂 外 接 點 A 1 2 2 8 5 2 9 8 2 6 5 3 3 上 橫 臂 內(nèi) 接 點 C 1 2 1 1 2 6 6 0 1 6 2 0 7 下 橫 臂 外 接 點 B 1 1 8 6 7 3 1 2 5 4 5 2 8 下 橫 臂 內(nèi) 接 點 D 1 2 4 8 2 5 3 2 4 4 8 8 5 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 內(nèi) 接 點 E 1 1 5 9 6 3 0 8 2 5 8 6 3 轉(zhuǎn) 向 梯 形 斷 開 點 F 1 2 5 5 1 2 0 6 6 6 1 2 2 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 外 接 點 G 1 0 0 8 3 8 1 0 0 7 7 8 0 轉(zhuǎn) 向 拉 臂 鉸 點 H 1 3 2 5 4 2 6 6 3 5 4 2 3 減 振 器 上 支 點 M 1 2 8 8 6 5 5 8 4 6 6 0 5 減 振 器 下 支 點 N 1 0 5 6 8 4 4 1 5 4 2 1 8 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 0 1 2 3 4 5 時 間 s 位 移 m m 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 0 1 2 3 4 5 時 間 s 位 移 m m 設 計 計 算 研 究 6 2 0 0 7 年 第 3 期 圖 8 優(yōu) 化 前 后 主 銷 內(nèi) 傾 角 圖 9 優(yōu) 化 前 后 輪 距 隨 車 輪 圖 1 0 優(yōu) 化 前 后 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 隨 車 輪 跳 動 對 比 曲 線 跳 動 對 比 曲 線 隨 車 輪 跳 動 對 比 曲 線 圖 5 優(yōu) 化 前 后 車 輪 外 傾 角 圖 6 優(yōu) 化 前 后 前 束 角 隨 車 輪 圖 7 優(yōu) 化 前 后 主 銷 后 傾 角 隨 車 輪 跳 動 對 比 曲 線 跳 動 對 比 曲 線 隨 車 輪 跳 動 對 比 曲 線 輪 距 的 變 化 從 1 8 4 9 9 7 m m 增 加 到 1 8 9 6 9 8 m m 圖 9 側(cè) 向 滑 移 量 從 6 9 9 m m 增 加 到 1 6 4 8 m m 圖 1 0 二 者 變 化 量 較 大 不 但 影 響 了 汽 車 轉(zhuǎn) 向 輕 便 性 直 線 行 駛 穩(wěn) 定 性 還 會 導 致 輪 胎 的 早 期 磨 損 降 低 輪 胎 的 使 用 壽 命 對 于 獨 立 懸 架 要 求 輪 距 的 變 化 盡 量 小 因 為 輪 距 變 化 使 輪 胎 產(chǎn) 生 側(cè) 偏 角 從 而 產(chǎn) 生 側(cè) 向 力 輸 入 使 操 縱 穩(wěn) 定 性 發(fā) 生 變 化 尤 其 汽 車 側(cè) 傾 時 兩 側(cè) 車 輪 的 橫 向 滑 移 方 向 可 能 相 同 輪 距 變 化 帶 來 的 側(cè) 向 力 不 能 抵 消 從 而 使 操 縱 穩(wěn) 定 性 變 差 按 照 懸 架 的 設 計 要 求 當 車 輪 上 下 跳 動 時 輪 距 變 化 量 應 為 1 0 1 0 m m 該 輪 距 的 仿 真 結 果 顯 然 超 過 了 這 個 范 圍 所 以 有 必 要 進 行 改 進 設 計 3 2 運 動 特 性 參 數(shù) 優(yōu) 化 A D A M S 軟 件 為 用 戶 提 供 了 強 大 的 參 數(shù) 優(yōu) 化 分 析 功 能 用 戶 可 通 過 參 數(shù) 化 建 模 對 模 型 的 設 計 變 量 取 不 同 的 參 數(shù) 值 進 行 仿 真 為 減 輕 輪 胎 磨 損 同 時 提 高 汽 車 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 本 文 定 義 輪 距 變 化 量 與 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 的 絕 對 值 之 和 作 為 目 標 函 數(shù) 即 F o b j H 7 H D Y L W h e e l M A R K R W h e e l M A R K B D Y W h e e l M A R K G r o u n d M A R K 0 式 中 L W h e e l M A R K R W h e e l M A R K 分 別 表 示 左 右 車 輪 上 的 K 點 和 K 點 在 y 坐 標 軸 上 的 坐 標 值 W h e e l M A R K G r o u n d M A R K 0 分 別 表 示 左 側(cè) 車 輪 上 的 K 點 和 地 面 上 的 K 0 點 在 y 坐 標 軸 上 的 坐 標 值 D Y 為 A D A M S 中 的 位 移 函 數(shù) 運 動 特 性 參 數(shù) 與 懸 架 導 向 機 構 的 空 間 位 置 及 結 構 有 關 經(jīng) 過 分 析 選 取 左 右 車 輪 上 橫 臂 與 下 橫 臂 及 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 內(nèi) 外 接 點 的 坐 標 作 為 設 計 變 量 為 滿 足 懸 架 的 設 計 要 求 設 計 變 量 的 坐 標 值 被 約 束 在 如 下 的 取 值 范 圍 內(nèi) X i m i n X i X i m a x Y i m i n Y i Y i m a x Z i m i n Z i Z i m a x 式 中 i 為 左 右 車 輪 的 上 橫 臂 與 下 橫 臂 及 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 內(nèi) 外 各 接 點 當 設 計 變 量 在 允 許 范 圍 內(nèi) 變 化 時 A D A M S 軟 件 能 自 動 地 選 擇 設 計 變 量 使 目 標 函 數(shù) 式 7 獲 得 最 小 值 懸 架 的 運 動 特 性 參 數(shù) 優(yōu) 化 前 后 對 比 曲 線 參 見 圖 5 圖 1 0 前 輪 定 位 參 數(shù) 變 化 值 與 設 計 值 對 比 結 果 見 表 2 從 優(yōu) 化 結 果 看 前 輪 定 位 4 個 參 數(shù) 在 優(yōu) 化 前 后 變 化 較 小 基 本 保 持 不 變 輪 距 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 變 動 較 大 輪 距 的 變 化 在 1 8 5 8 4 6 1 8 6 6 7 4 m m 之 間 變 化 量 為 8 2 8 m m 滿 足 輪 距 變 化 量 1 0 1 0 m m 的 設 計 要 求 車 輪 上 跳 時 輪 距 適 當 增 加 有 利 于 提 高 汽 車 操 縱 穩(wěn) 定 性 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 從 1 6 4 8 m m 減 小 到 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 0 2 5 0 1 5 0 0 5 0 0 5 0 1 5 0 2 5 0 3 5 0 4 5 0 5 5 0 6 5 0 7 5 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動 量 m m 前 束 角 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動 量 m m 1 5 1 0 0 5 0 0 5 車 輪 外 傾 角 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動 量 m m 主 銷 后 傾 角 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 1 1 5 1 1 0 1 0 5 1 0 0 9 5 0 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動 量 m m 主 銷 內(nèi) 傾 角 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 1 9 0 0 1 8 9 0 1 8 8 0 1 8 7 0 1 8 6 0 1 8 5 0 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動 量 m m 輪 距 m m 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 2 0 1 5 1 0 5 0 5 1 0 1 0 0 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動 量 m m 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 m m 設 計 計 算 研 究 7 汽 車 技 術 1 回 正 控 制 方 法 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 主 要 由 信 號 傳 感 裝 置 轉(zhuǎn) 向 助 力 機 構 及 電 子 控 制 裝 置 等 組 成 電 子 控 制 裝 置 接 收 扭 矩 傳 感 器 的 扭 矩 信 號 和 車 速 傳 感 器 的 車 速 信 號 由 此 計 算 出 輸 出 電 壓 控 制 電 動 機 的 運 行 回 正 2 2 3 m m 滑 移 量 的 減 小 可 以 大 大 降 低 輪 胎 的 磨 損 保 證 汽 車 具 有 直 線 行 駛 的 穩(wěn) 定 性 4 結 束 語 從 提 高 計 算 精 度 出 發(fā) 考 慮 到 隨 機 激 勵 對 左 右 懸 架 運 動 特 性 參 數(shù) 變 化 的 相 互 影 響 用 A D A M S 軟 件 建 立 了 完 整 的 雙 橫 臂 前 獨 立 懸 架 運 動 學 仿 真 模 型 針 對 輪 距 及 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 隨 車 輪 上 下 跳 動 變 化 量 偏 大 的 問 題 進 行 了 優(yōu) 化 計 算 優(yōu) 化 后 懸 架 的 運 動 特 性 參 數(shù) 均 達 到 理 想 的 變 化 范 圍 參 考 文 獻 1 王 其 東 等 汽 車 雙 橫 臂 式 獨 立 懸 架 機 構 運 動 特 性 分 析 合 肥 工 業(yè) 大 學 學 報 2 0 0 1 2 4 6 2 孫 義 杰 等 A D A M S V I E W 在 汽 車 前 懸 架 仿 真 應 用 及 優(yōu) 化 分 析 西 華 大 學 學 報 2 0 0 5 2 4 6 3 李 軍 A D A M S 實 例 教 程 北 京 北 京 理 工 大 學 出 版 社 2 0 0 2 4 陳 黎 卿 等 基 于 A D A M S 的 雙 橫 臂 扭 桿 獨 立 懸 架 操 縱 穩(wěn) 定 性 分 析 合 肥 工 業(yè) 大 學 學 報 2 0 0 5 2 8 4 5 鄭 建 榮 A D A M S 虛 擬 樣 機 技 術 入 門 與 提 高 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 2 0 0 1 責 任 編 輯 辛 民 修 改 稿 收 到 日 期 為 2 0 0 7 年 1 月 2 2 日 前 輪 定 位 參 數(shù) 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 設 計 初 始 值 設 計 目 標 變 化 量 變 化 范 圍 變 化 量 變 化 范 圍 變 化 量 車 輪 外 傾 角 0 3 7 1 0 9 1 4 6 0 1 3 1 1 8 1 3 1 0 1 5 1 5 前 束 角 0 7 1 0 2 1 0 9 2 0 5 2 0 2 0 0 7 2 1 0 5 1 0 主 銷 后 傾 角 2 2 4 3 7 5 1 5 1 2 1 5 3 4 2 1 2 7 2 5 3 8 1 8 主 銷 內(nèi) 傾 角 9 9 1 1 1 4 3 1 5 2 1 0 3 8 1 1 2 8 0 9 0 9 5 1 2 1 2 0 表 2 優(yōu) 化 前 后 前 輪 定 位 參 數(shù) 變 化 值 與 設 計 值 對 比 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 回 正 控 制 策 略 研 究 程 勇 1 王 鋒 2 羅 石 2 蘇 清 祖 2 1 中 國 汽 車 技 術 研 究 中 心 2 江 蘇 大 學 摘 要 在 分 析 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 回 正 模 型 的 基 礎 上 提 出 了 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 回 正 控 制 算 法 嘗 試 直 接 采 用 扭 矩 信 號 作 為 轉(zhuǎn) 向 盤 轉(zhuǎn) 角 估 計 的 依 據(jù) 并 以 此 為 基 礎 提 出 不 需 配 置 轉(zhuǎn) 角 傳 感 器 的 回 正 控 制 策 略 在 m a t l a b 中 建 立 了 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 模 型 并 利 用 S i m u l i n k 工 具 箱 對 算 法 進 行 了 仿 真 仿 真 結 果 表 明 所 提 出 的 回 正 控 制 策 略 能 提 高 轉(zhuǎn) 向 盤 的 回 正 性 能 并 為 臺 架 試 驗 打 下 了 基 礎 主 題 詞 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向 回 正 性 控 制 算 法 中 圖 分 類 號 U 4 6 3 4 文 獻 標 識 碼 A 文 章 編 號 1 0 0 0 3 7 0 3 2 0 0 7 0 3 0 0 0 8 0 3 S t u d y o n R e t u r n C o n t r o l S t r a t e g y f o r E l e c t r i c P o w e r S t e e r i n g S y s t e m C h e n g Y o n g 1 W a n g F e n g 2 L u o S h i 2 S u Q i n g z u 2 1 C h i n a A u t o m o t i v e T e c h n o l o g y 2 J i a n g s u U n i v e r s i t y A b s t r a c t I n t h i s p a p e r r e t u r n m o d e l o f e l e c t r i c a l p o w e r s t e e r i n g s y s t e m i s a n a l y z e d a n d a c o n t r o l a l g o r i t h m i s d e v e l o p e d f o r e l e c t r i c p o w e r s t e e r i n g s y s t e m B a s e d o n t h e a t t e m p t o f u s e t o r q u e s i g n a l a s t h e g i s t o f s t e e r i n g w h e e l a n g l e e s t i m a t i o n a r e t u r n c o n t r o l s t r a t e g y t h a t d o n t n e e d s t e e r i n g a n g l e s e n s o r i s d e v e l o p e d T h e a u t h o r h a s b u i l d t h e E P S m o d e l w i t h t h e u s e o f M a t l a b a n d a p p l y S i m u l i n k t o o l b o x t o s i m u l a t e a l g o r i t h m T h e r e s u l t s s h o w t h a t r e t u r n c o n t r o l s t r a t e g y c a n i m p r o v e r e t u r n a b i l i t y o f s r e e r i n g w h e e l a n d m a k e a g o o d f o u n d a t i o n f o r t h e b e n c h t e s t K e y w o r d s E l e c t r i c a l p o w e r s t e e r i n g R e t u r n a b i l i t y C o n t r o l a l g o r i t h m 設 計 計 算 研 究 8 機械設計與制造 第10期 二 墜 坐 里旦竺 鯉壁絲 壘 竺 塑 望 文章編號 100l一3997 2007 10 0056塒 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架優(yōu)化仿真分析 于海峰于學兵 大連理工大學動力與能源工程學院 大連 6023 SimuIatiOn analysis and optimizatiOn of doubIe wishbOne suspension based on ADAMS CAR YU Hai fe g YU Xue bi工lg Dalian universify ofTechn0109y sch00l Energy and P0wer En百neefing aoni g DaliaIl 116023 摘要 利用機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMs 建立了帶有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙橫臂獨立前懸架虛擬樣 I機模型 并在ADAMs car模塊中對其進行仿真分析 通過修改懸架的各種參數(shù)來對其進行優(yōu)化設計 從而 t研究懸架參數(shù)對操縱穩(wěn)定性的影響 并使得前輪定位參數(shù)達到一個最優(yōu)值 i 關鍵詞 雙橫臂獨立懸架 參數(shù) ADAMs炯r 前輪定位 f Abst陽ct 毋甲P枷增f船船c 帆如d s弘地m simuz血曲n s妒伽腭ADAMs 口如 6如加厶柚 聊加m t 5 印咖s如n m 出f叫觸s把e一蹭sp鯽n甜珊6uin A以 k s咖 f越幻n嘶厶腳pe咖丌聊正Accor出增幻 k j旭軋d 塒e c哦 Md辦 k p甜鐘律 e膳D swpe礎i n加 刪e o肥珊on曲如 ignmem p刪 e珊吧伽m塒ke Key words D叩ble wishbone fmnt suspe砸ion Param ers AI AM趴ar Front wlled aljg砌ent 中圖分類號 u463 33文獻標識碼 A 目前 虛擬樣機仿真技術已經(jīng)得到廣泛的麻用 ADAMs便 來稿日期 2006一12 19 是應用比較廣泛的軟件之一 但是目前 利用ADAMs建立前懸 架模型進行仿真優(yōu)化 多數(shù)還是在理論分析下對幾個懸架參數(shù)口4 d 414q4 洲 q4日41日q q 4 41dldo口 4 4q414q4 q 4 口 行了熱力耦合分析 分析了初始溫度 拉坯速度丑結晶器冷卻能 力對鋁錠溫度場和應力場的影響 2 模擬現(xiàn)場1二藝條件 建立了鋁臺金大扁錠半連續(xù)鑄造仿 真計算的有限元模型 根據(jù)現(xiàn)場丁藝 確定了相應的邊界條件 3 仿真結果與現(xiàn)場實驗觀測結果基本吻合 說明了仿真分 析的準確性 同時 仿真分析為確定正確的工藝參數(shù) 尋找改善 應力場分布的途徑 探索抑制裂紋出現(xiàn)的措施提供了依據(jù) 能夠 很好的用于半連續(xù)鑄造過程的仿真研究 參考文獻 l單長智 王立娟 王德滿實心罔錠的應力分析及防止裂紋的措施IJ 輕舍金加工技術 1997 25 l一4 2李曉謙 胡仕戚 快建鑄軋中的接觸熱導及帶坯在鑄軋區(qū)的溫度分布 的仿真分析 J1重型機械 I螞9 3l 34 37 3段湘安鑄軋輥套傳熱的集膚效應與參數(shù)影響的數(shù)值仿真研究 f碩士 論史I 長沙 中南大學機電工程學院2002 4邢書明難變形鋼鐵材料半固態(tài)連鑄技術研究 D 北京 北京科技大學 出版社 1996 5邢書明 李亞敏l胡漢起半固態(tài)璉鑄過程拉漏澌 機理研究m特種鑄 盞及有色臺金 2000 1 l 19 6楊世銘 陶文銓 傳熱學 M 北京 高等教育出版社 2003 7千勇 仇圣桃蕭澤強連續(xù)鑄鋼過程數(shù)學物理模擬 M1 北京 冶金工業(yè) 出版社 200lJ 8李毅渡連續(xù)鑄軋多場耦臺建模及工藝參數(shù)匹配規(guī)律的仿真研究 f碩 士論文1長沙 中南大學機電工程學院 2005 圖3工況2溫度場分布圖 9陳火紅 于軍泉 席源山基礎與應用實例 M E京 科學出敷社2004 5 J 結 10 M soflwa限Msc Ma比2005 oIuH A Th 呵蚰d uB盯I山mMtion 1 運用Msc MRc有限元軟件 對鋁錠半連續(xù)鑄造過程進 M Mscs曲慨2005 萬方數(shù)據(jù) 第10期 于海峰等 基于ADAMs的雙橫臂獨立懸架優(yōu)化仿真分析 一57一 進行修改 本文利用ADAMs car建立雙橫臂前懸架模型 仿真 分析后利用ADAMs門n新巾t模塊進行計算分析 通過優(yōu)化對比 對懸架硬點坐標在一定限制范圍內(nèi)進行優(yōu)化 來調(diào)整前懸架的 前輪定位參數(shù) 提高汽車的操縱穩(wěn)定性 1 Adams軟件簡介 機械系統(tǒng)動力學仿真分析軟件 Ada叫Aut0眥tic D 砌ic 0f Mechanical svnem 是目前廣泛應用的汽車動力學分析軟件 它將多體動力學建模方法與大位移 非線性分析求解功能相結 合 將強大的大位移 非線性分析求解功能與使用方便的用戶界 面相平衡 并提供與其它cAE軟件如控制分析軟件Mal血 有限 元分析軟件ANsYs等的集運動學和動力學分析 另一方面 又 是機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析開發(fā)工具 其開放性的程序結構和多 種接口 可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型機械系統(tǒng)動態(tài)仿 真分析的二次開發(fā)工具平臺 ADAMs軟件支持并行工程環(huán)境 節(jié)省大量的時問和經(jīng)費 利用ADAM5軟件建立參數(shù)化模型可 以進行設計研究 試驗設計和優(yōu)化分析 ADAMs cAR模塊則 是MDI公司與Audi BMw Renault和volvo等公司合作開發(fā)的整 車設計模塊 它能夠快速建造高精度的整車虛擬樣機 其中包括 車身 懸架 傳動系統(tǒng) 發(fā)動機 轉(zhuǎn)向機構 制動系統(tǒng)等 可以通過 高速動畫直觀的再現(xiàn)在各種試驗工況下整車的動力學響應 并 輸出標志操縱穩(wěn)定性 制動性 乘坐舒適性和安全性的特征參鲞即 2建立雙橫臂獨立懸架模型 2 1前輪定位參數(shù)的影響 懸架的性能反映在當車輪上下跳動時車輪定位參數(shù)的變 化 在正常車輪跳動范圍內(nèi) 讓車輪定位參數(shù)變化量保持在合理 的范圍內(nèi) 保證汽車設計所期望行駛特性的能力 汽車前輪定位 參數(shù)主要包括車輪外傾角 主銷內(nèi)傾角 主銷后傾角及前輪前 束 此外 輪距的變化對汽車的操縱穩(wěn)定性和輪胎的磨損也有較 大的影響 車輪外傾角是汽車前輪定位的一個重要參數(shù) 一般盡量減 少車輪相對車身跳動時的外傾角的變化 在常見的車輪跳動范 圍內(nèi) 其變化量控制在r以內(nèi) 理想設計應使車輪由下向上跳動 時外傾角向減小方向變化 以確保汽車曲線行駛過程中車身側(cè) 傾時夕 傾車輪接近于垂直地面狀態(tài) 從而提高輪胎的側(cè)偏特性 主銷后傾角對轉(zhuǎn)向時車輪外傾變化影響較太 假若主銷后 傾角設計較大 則外傾轉(zhuǎn)向輪的外傾角會向負方向變化 因此 當前輪主銷后傾角較大時 需增加前輪轉(zhuǎn)向所必需的橫向力 以 抵消外傾推力 這樣不足轉(zhuǎn)成模塊擴展設計手段 在汽車 航天 等領域有著廣泛的應用 ADAMs一方面是機械系統(tǒng)動態(tài)仿真 軟件的應用軟件 用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬樣機 進行靜力學向弱 最大橫向加速度會增大 一般認為2 一37是合 理的范圍 主銷內(nèi)傾有利于主銷橫向偏距的減小 從而可以減少轉(zhuǎn)向 時駕駛員加在方向盤上的力 使轉(zhuǎn)向輕便 同時也減少從轉(zhuǎn)向輪 傳到方向盤上的沖擊力 內(nèi)傾角不宜過大 否則在轉(zhuǎn)向時 車輪 繞主銷轉(zhuǎn)動的過程中 輪胎與路面之間將產(chǎn)生較大的滑動 增加 了輪胎與路面間摩擦阻力 這不僅使轉(zhuǎn)向發(fā)沉 而且加速了輪胎 的磨損 車輪跳動時的前束變化對車輛的直線穩(wěn)定性 車輛的穩(wěn)態(tài) 響應特性有很大的影響 是汽車懸架的重要參數(shù)之一 設計時希 望在車輪跳動時 前束不變或變化幅度較小 2 2建立前懸架模型 在Adam扎盯軟件中建立由懸架子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系子系統(tǒng)組 成的雙橫臂前懸架系統(tǒng)模型 在建立分析總成的模型過程中 ADAMs CAR的建模順序是自下而上的 所有的分析模型都是 建立在子總成基礎上 而子總成衛(wèi)是建立在模版的基礎上 模版 是整個模型中最基本的模塊 然而模版又是整個建模過程中最 重要的部分 分析總成的絕大部分建模工作都是在模版階段完 成的 在建立模版階段 正確建立零部件問的連接關系和信號器 是至關重要的 這些數(shù)據(jù)在以后的子系統(tǒng)和總成階段無法修改 而零部件的位置和特征參數(shù)在后續(xù)過程中則是可以更改的 模 版建立咀后 接下來是創(chuàng)建子系統(tǒng) 在于系統(tǒng)的水平上 用戶只 能對以前創(chuàng)建的零部件進行部分數(shù)據(jù)的修改 建立仿真模型的 最后一步是建立分析總成 在選一階段 產(chǎn)品設計人員可根據(jù)實 際需要 將不同的子系統(tǒng)組合成為一完整的分析模型 如懸架總 成可以包括懸架子系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)和試驗臺 在分析之前 還需輸 輪胎徑向剛度及相關的整車數(shù)據(jù) 比 如 簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量質(zhì)心高度 等等 根據(jù)建立的前懸架系統(tǒng)分析模型 利用ADAMs cAR仿真 前懸架平行跳動過程中車輪 主銷 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的變化 懸架導向 系 轉(zhuǎn)向桿系與車身之間的互相影響 從而評價前懸架系統(tǒng)的性 能 發(fā)現(xiàn)問題所在 并提出改進方案 進行優(yōu)化設計 前懸架模型 如圖1所示 圖1前懸栗模翌 2 3對懸架進行仿真優(yōu)化分析 首先對懸架參數(shù)進行設置 包括質(zhì)心高度 簧載質(zhì)量 軸距 等等 然后設置仿真參數(shù) 對懸架進行平行跳動的仿真試驗 上 下跳到都為50mm 仿真結束后 調(diào)用Msc ADAMs solver進行 解算后 系統(tǒng)能輸出多種有關懸架性能的參數(shù) 由于在整車運動 過程中 路面存在一定的不平度 輪胎和車身之間的相對位置會 發(fā)生變化 這也會造成車輪定位參數(shù)發(fā)生相應的變動 如果車輪 定位參數(shù)的變動過大的話 會加劇輪胎和轉(zhuǎn)向機件的磨損并降 低整車操縱穩(wěn)定性和其他相關性能 所以原則上 車輪定位參數(shù) 的變化量不能太大 利用Msc ADAMs ln8ight模塊 用戶可以對車輪定位參數(shù) 萬方數(shù)據(jù) 一58 機械設計與制造 No 10 Oct 2007 中的某項或是多項進行優(yōu)化 使定位參數(shù)達到一個理想值 本論 文是通過對懸架的部分硬點坐標進行改變來達到優(yōu)化定位參數(shù) 的目的 在Insi出模塊中 我們對雙橫臂懸架的下控制臂前點0ca fmn 后點0ca re刪 下控制臂球頭銷 1ca oute葉 轉(zhuǎn)向拉桿內(nèi)點 0iemd inne r 外點 1ierod outer 上控制臂前點 uca fronO 后點 uc丑 rea0 上控制臂球頭銷 uca oule訂等八個坐標點的24個坐 標值進行分析 設定每個值的變化范圍在一5 5咖之間 選取五 項前輪定位參數(shù)為優(yōu)化目標 在Insight模塊中進行128次迭代 計算 計算完之后 利用Insigh 自帶功能 將優(yōu)化的結果以交互 式網(wǎng)頁的形式輸出 然后可以在此剛貞中修改硬點坐標值 同時觀 察定位參數(shù)的變化趨勢 表1為優(yōu)化前后懸架的部分硬點坐標 表1硬點坐標 絲皇塵堡 蘭苧查 蘭蘭墮 竺堡 蘭蘭塑 L船一fmnL 優(yōu)化前 一2000 400 0 150 0 優(yōu)化后 L舶 棚 er 優(yōu)化前 優(yōu)化后 k一 優(yōu)化前優(yōu)化后 Tkrod iM 優(yōu)化前 優(yōu)化后 Tlmd ouler 優(yōu)化前 優(yōu)化后 ucP如nI 優(yōu)化前 優(yōu)化后 uea訓kr 優(yōu)化前 優(yōu)化后 ucHear 優(yōu)化前 優(yōu)化后 下面是優(yōu)化前后車輪定位參數(shù)的對比圖 實線為優(yōu)化前 虛 線為優(yōu)化后如圖2 圖3 5 4nO 300 2n0一l n0 100 20D 30D 4 D 車輪運動距離 圖2車輪外傾角優(yōu)化前后對比圖 2 3 1車輪外傾角 為防止車輪出現(xiàn)過大的不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向趨勢 一般希 望車輪從滿載位置起上下跳動50mm的范圍內(nèi) 車輪外傾角變 化在1 左右 從圖上二可以看出 優(yōu)化后車輪外傾角變化范圍是一 0 625加2叫e島符合設計要求 2 3 2主銷后傾角 主銷后傾角為正值時有抑制制動時的點頭作用 但太大時 世 腰 星 世 5nD 4uo 3IHJ 2 1 一1加00 l毗l 2l上IJ 300 4 l 車輪運動距離 圖3主銷后傾角優(yōu)化前后對比圖 會使車輪支撐處反力矩過大 易造成車輪擺振或轉(zhuǎn)向盤上力的 變化 一般要求主銷后傾角在50 6 之問 圖中所示 優(yōu)化后完 全符合設計要求 2 3 3主銷內(nèi)傾角 主銷內(nèi)傾角可眥使汽車轉(zhuǎn)向回正 轉(zhuǎn)向操作輕便 在車輪跳 動時 主銷內(nèi)傾角變化較大 將會使轉(zhuǎn)向沉重 加速輪胎磨損 所 以要求主銷內(nèi)傾角不能變化太大 從曲線罔看出 優(yōu)化后變化范 圍比優(yōu)化前得到改善 2 3 4主銷偏距 汽車轉(zhuǎn)向時 轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動 地面對轉(zhuǎn)向的阻力力矩與 主銷偏距的大小成正比 主銷偏距越小 轉(zhuǎn)向阻力矩也越小 所以 一般希望主銷偏距小一些 以減少轉(zhuǎn)向操縱力以及地面對轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的沖擊 主銷偏距與主銷內(nèi)傾是密切相關的 通過調(diào)整主銷 內(nèi)傾角可以得到不同的主銷偏距 優(yōu)化后結果丈大好于優(yōu)化前 符合設計要求 2 3 5前輪前束 對于汽車前輪 車輪上跳時的前束值多設計成零至負前束 變化 當車輛行駛時 前束的變化過大 將會影響車輛的直線行 駛穩(wěn)定性 同時增大輪胎與地面間的滾動阻力 加劇輪胎的磨 損 所m 束角的設計原則是在車輪跳動時 變化量越小越好 優(yōu)化后結果符合設計要求 3結論 本文利用Adam舶ar建立了雙橫臂獨立懸架模型 并進行 雙輪平行跳動仿真試驗 仿真結束后 以前輪定位參數(shù)為主要優(yōu) 化目標 運用ADAM郇nsi曲t 通過對懸架硬點坐標和前輪定位 參數(shù)多次修改和迭代計算 使車輪定位參數(shù)得到優(yōu)化 但是由于 汽車布置的限制 只能在局限的小范圍內(nèi)對懸架硬點坐標進行修 改 所以得到的優(yōu)化結果只是相對的 并不是絕對的最優(yōu)結果 參考文獻 l汽車工程手冊編委皂汽車工程手冊南黜篇 J匕京 人民交通出版社 2講 o 2鄭建榮 ADAM爭虛擬樣機技術入門與提高 北京 機械 T業(yè)出版社0002 3李軍 邢俊文 覃文潔等 ADAMs實例教程 北京 北京理工大學出版 社 2002 4鄭凱 胡仁喜 陳鹿民 ADAMs2 5機械設計高級應用實例北京 機 械T業(yè)出版社 2006 i溉拍鋤i荸 塒i眥如 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 蘭啪 旦啪姍 曇瑚 s蹈瑚 窩跏跏鉍 三盞篇器盞盞 掣淼黧僦淼鬻淼一 耋 嘣仰 詈舢嘶枷 一髓一暖量去 萬方數(shù)據(jù) 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架優(yōu)化仿真分析 作者 于海峰 于學兵 YU Hai feng YU Xue bing 作者單位 大連理工大學 動力與能源工程學院 大連 116023 刊名 機械設計與制造 英文刊名 MACHINERY DESIGN 在國內(nèi) 八十年代末九十年代初 有學者用圖論的方法對汽車懸架系統(tǒng)作過初步的運動學 分析 由于條件的限制 存在著不夠理想之處 應用最大數(shù)目坐標方法對汽車雙橫臂獨立懸架進行運動學分析 尚屬首例 3 學位論文 葉鳴強 基于虛擬樣機技術的車輪隨機側(cè)滑仿真分析及懸架參數(shù)優(yōu)化 2005 論文總結了國內(nèi)外關于車輪側(cè)滑研究的現(xiàn)狀 分析了各種側(cè)滑形式產(chǎn)生的原因以及它們對汽車總側(cè)滑的影響 在此基礎上 指出了當前對車輪隨機 側(cè)滑研究的不足以及加強這方面研究的必要性 本文系統(tǒng)闡述了虛擬樣機軟件ADAMS的建模 仿真以及優(yōu)化理論基礎 概括了其形成初始條件分析 運動學分析 動力學分析方程組的過程 詳細說 明了ADAMS中約束優(yōu)化問題和Newton Raphson數(shù)值方法的求解原理 以及動力學分析中Jacobian矩陣的計算過程 系統(tǒng)研究了輪胎的側(cè)偏特性以及路面不 平度的統(tǒng)計特性 并在此基礎上分析了車輪隨機側(cè)滑產(chǎn)生的機理 針對國內(nèi)對車輪隨機側(cè)滑研究較少以及沒有相應國家技術標準對其進行規(guī)定的現(xiàn)狀 提出了 最大隨機側(cè)滑 的概念 并以此作為評價車輪隨機側(cè)滑的重要依據(jù) 為今后有關技術標準的制定提供相關參考 應用虛擬樣機軟件ADAMS建立 了1 2雙橫臂獨立前懸架的虛擬樣機模型 并從理論上證明了該模型的合理性和可行性 確定了車輪定位參數(shù)以及懸架的設計參數(shù) 對建立的模型進行仿 真 分析了車輪定位參數(shù)以及懸架各個參數(shù)對車輪隨機側(cè)滑的影響情況 通過優(yōu)化分析 確定了行車過程中對車輪隨機側(cè)滑影響最大的懸架參數(shù) 主銷 長度 主銷內(nèi)傾角以及主銷后傾角 分析了各參數(shù)在優(yōu)化前后的變化情況 并確定了雙橫臂獨立懸架的最終設計值 對雙橫臂獨立懸架以及其它類型的 獨立懸架的設計具有一定的參考價值 4 期刊論文 明巧紅 鐘紹華 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架的優(yōu)化設計 專用汽車2008 10 利用機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMS 建立了帶有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙橫臂獨立前懸架虛擬樣機模型 并在ADAMS Car模塊中對其進行仿真分析 采用優(yōu)化分析 對懸架不合理數(shù)據(jù)進行優(yōu)化 進一步改善懸架系統(tǒng)性能 以提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量 5 期刊論文 張亮亮 裴永生 吳丹丹 ZHANG Liangliang PEI Yongsheng WU Dandan 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架的 仿真分析及優(yōu)化設計 現(xiàn)代機械2010 4 采用虛擬樣機技術 借助于ADAMS軟件這個操作平臺 針對某型車雙橫臂獨立懸架定位參數(shù)變化過大 建立了雙橫臂獨立懸架模型 并進行了運動學仿真 分析 評價了懸架數(shù)據(jù)的合理性 利用ADAMS Insight選取了適當?shù)挠颤c坐標作為優(yōu)化變量 采用統(tǒng)一目標法將多目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為單目標函數(shù)并在 ADAMS View中對車輪定位參數(shù)進行優(yōu)化 進一步改善懸架系統(tǒng)的性能 以提高產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量 6 期刊論文 朱曉霞 鐘紹華 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架的優(yōu)化分析 北京汽車2009 2 針對某一輕型車雙橫臂獨立懸架定位參數(shù)變化過大 輪胎磨損嚴重的問題 利用機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMS 建立了雙橫臂獨立懸架的運動學分析 模型 以前輪定位參數(shù)以及前輪的側(cè)向滑移量變化最小為優(yōu)化目標 對懸架系統(tǒng)進行了優(yōu)化計算 優(yōu)化結果在一定程度上改善了懸架系統(tǒng)的性能 對產(chǎn)品性 能提高具有一定的指導意義 7 期刊論文 劉新田 黃虎 趙禮輝 劉長虹 郭輝 王巖松 LIU Xin tian HUANG Hu ZHAO Li hui LIU Chang hong GUO Hui WANG Yan song 下橫臂橡膠襯套剛度對車輪定位參數(shù)影響分析 現(xiàn)代制造工程2010 9 根據(jù)某車型硬點參數(shù) 建立前雙橫臂獨立懸架模型 然后 運用多體動力學和懸架系統(tǒng)運動學理論 在車輪跳動 車輪轉(zhuǎn)向 制動力和驅(qū)動力工況下 分 析并討論下橫臂前 后兩個橡膠襯套的軸向剛度 扭轉(zhuǎn)剛度和徑向剛度對車輪定位參數(shù)的影響 其結論為下橫臂前 后橡膠襯套的軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度對 車輪定位參數(shù)影響不大 但是徑向剛度對車輪定位參數(shù)影響較大 8 期刊論文 劉虹 王其東 LIU Hong WANG Qi dong 基于ADAMS雙橫臂獨立懸架的運動學仿真分析 合肥工業(yè)大學學 報 自然科學版 2007 30 1 懸架的運動學特性首先反映在車輪定位參數(shù)的變化趨勢上 文章采用虛擬樣機技術 在ADAMS軟件環(huán)境下 建立了某商務車的雙橫臂扭桿獨立懸架的多 體動力學模型 并進行了運動學仿真分析 獲得了隨車輪上下跳動該懸架車輪定位參數(shù)的變化規(guī)律 為汽車懸架系統(tǒng)開發(fā)提供一種有效的現(xiàn)代化手段 9 學位論文 王旭 一汽一噸級輕型車雙橫臂獨立懸架性能研究 2001 該文以CA6471輕型客車為例 對比CA6440輕型客車 研究分析一汽一噸級輕型車雙橫臂獨立懸架性能 該文目的在于將研究成果應用到實際生產(chǎn)設計中 尤其是應用到總布置設計中 傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)設計是對同類車型進行對比 并根據(jù)經(jīng)驗判斷 對汽車的偏頻進行控制 并通過實驗驗證結論 雙橫臂獨立懸 架的上下擺臂的幾何尺寸和位置決定了前懸架的側(cè)傾高度 其懸架的側(cè)傾角剛度直接影響整車的側(cè)傾穩(wěn)定性 但懸架的剛度太大 將使整車的平順性變差 通過將一汽輕型車的前獨立懸架導向機構的幾何參數(shù)輸入到ADAMS 計算得到前輪定位參數(shù)的變化曲線 根據(jù)幾年來對一汽一噸級輕型車雙橫臂獨立懸架 的實際布置積累的一點經(jīng)驗 分析一汽雙橫臂獨立懸架的導向機構對前輪定位的影響 10 期刊論文 利用ADAMS對雙橫臂獨立懸架進行仿真分析 汽車科技2005 5 通過某商務車的獨立懸架的數(shù)學建模和仿真模型 利用ADAMS軟件精確地計算汽車運動中懸架定位參數(shù)的變化 分析了該懸架定位參數(shù)對操縱穩(wěn)定性的 影響 以提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量 引證文獻 3條 1 魯春艷 基于ADAMS的雙橫臂前懸架的虛擬設計及優(yōu)化 期刊論文 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 2009 2 2 龐思紅 汽車懸架系統(tǒng)建模與優(yōu)化仿真分析 期刊論文 河北工業(yè)大學學報 2008 5 3 明巧紅 鐘紹華 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架的優(yōu)化設計 期刊論文 專用汽車 2008 10 本文鏈接 授權使用 黑龍江工程學院 hljgcxy 授權號 8f3a9f09 1700 441d aa43 9e9a012c86a3 下載時間 2011年3月2日