基于ADAMS的汽车悬架装置的仿真分析与优化.ppt

昆明理工大学 昆明理工大学 昆明理工大学 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。 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。总的来说，将ADAMS／Car和ADAMS／Insight结合使用可以快速高效地对悬架进行运动学分析和优化设计。 Click to edit company slogan . 昆明理工大学 昆明理工大学 昆明理工大学