基于ADAMS的麥弗遜式獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)說(shuō)明要點(diǎn)

浙yX XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明題目：1.8MT轎車(chē)前懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真及設(shè)計(jì)學(xué) 院：專(zhuān) 業(yè)：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：提交日期：2011年4月11日初始說(shuō)明：1 .設(shè)計(jì)原始參數(shù)：滿(mǎn)載質(zhì)量：1579kg,前軸荷：799kg ,后軸荷：780kg ,前輪距：1470 mm, 后輪距：1470mm軸距：2610 mm前懸架彈簧剛度：24.7N/mn后懸架彈簧剛 度 16.56N/mm 輪胎型號(hào) 205/50 R16。2 .ADADSS模硬點(diǎn)數(shù)據(jù)：初始：loc_xloc_yloc_zhpl_arm_front-200.0-400.0225.0hpl_arm_out0.0-700.0200.0hpl_arm_rear200.0-390.0240.0hpl_spring_lower0.0-650.0500.0hpl_strut_lower0.0-650.0450.0hpl_strut_upper0.0-600.0800.0hpl_tierod_inner200.0-400.0300.0hpl_tierod_outer150.0-690.03000.0hpl_wheel_center0.0-800.0300.0優(yōu)化后:loc_xloc_yloc_zhpl_arm_front-200.0-400.0205.0hpl_arm_out-30.0-700.0180.0hpl_arm_rear200.0-390.0220.0hpl_spring_lower0.0-650.0500.0hpl_strut_lower0.0-650.0450.0hpl_strut_upper0.0-600.0800.0hpl_tierod_inner200.0-400.0287.0hpl_tierod_outer180.0-720.0270.0hpl_wheel_center0.0-800.0300.0、基于ADMAS-CA的麥弗遜式前懸架建模過(guò)程1 .打開(kāi)CA礎(chǔ)模器1.1 打開(kāi)ADMAS-CARJ建模模式1.2 新建懸掛模板 macpherson：?jiǎn)螕鬎ile （文件），New （新建）命令，填寫(xiě)新建模板對(duì)話(huà)框。2 .創(chuàng)建模板部件2.1 創(chuàng)建控制臂（下擺臂）采用硬點(diǎn)到一般部件，再到幾何外形的方式建立控制臂。這里約定選擇的材料類(lèi)型為鋼材。2.2 創(chuàng)建硬點(diǎn)單擊 Build （創(chuàng)建），Hardpoint （硬點(diǎn)），New （新建）在這里選擇所有的實(shí)體為左邊，ADMAS/CAR 自動(dòng)創(chuàng)建相對(duì)縱向中心線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)部件,縱向可以設(shè)置為任何軸線(xiàn)，它取決于如何設(shè)置環(huán)境變量，默認(rèn)縱向中心線(xiàn)為X軸。同樣步驟設(shè)置控制臂前后硬點(diǎn)參數(shù)如下：arm_front （-150,-350,0）arm_rear （150,-350,0）全屏顯示模型，在主窗口可以看見(jiàn)全部6個(gè)硬點(diǎn)：?jiǎn)螕鬊uild （創(chuàng)建），Parts （部件），General Part （一般部件），New （新建）命令:2.4創(chuàng)建控制臂幾何形體單擊Build （創(chuàng)建），Geometry （幾何體），Arm （三角臂），New （新建）：Create Arm Geome(conirol_arnnmacphe rson.gelc antrol_armArm N>anneGeneral PartCocrdinafte Reference #1Coordinate Reference #2Caordunaft6 Rpfgric #3ThicknessColorDensityMalarial Type 國(guó)Wheel_centerStrut_lower tierod_outer(0,-800,100)(0,-650,250)(150,-650,250)msicptirson ground hp(_arm_gijt._macpherson.groundl.hplMarnn_front_macptiersan ground. hp(_arm_rear ioiP Calculate Mass Propenies of General Partg MaterialUsei EnteredI steel,OKApplyCancel2.5 創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)由轉(zhuǎn)向節(jié)三角臂（ wheel_carrier）和轉(zhuǎn)向節(jié)立柱（carrier_link ）組成。2.6 創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)使用的硬點(diǎn)單擊 Build （創(chuàng)建），Hardpoint （硬點(diǎn)），New （新建）：2.7 創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)三角臂單擊 Build （創(chuàng)建），Parts （部件），General Part （一般部件），Wizard （向?qū)В┟?2.8 創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)立柱幾何體 單擊Build （創(chuàng)建），Geometry （幾何體），Link （系桿），New （新建）命令:Create Link GeometryLink Mamecarrier linkGeneral PartCoordinate Reference #1Macpherson. g&l_whe el_caiirie r_imiaciphierson ground hpl_strutjowerDensityMaterial Typesi eel21OKCancel命 Ma 冶 ri alUser EnteredRadiusloColordark grayCooirdmate Reference #2_mac pherson. gro u nd. hpljierod_ouler, Calculate r；1ass Properties of General Part2.9 創(chuàng)建滑柱單擊Build （創(chuàng)建），Parts （部件），General Part （一般部件），New （新建）命令:2.10 創(chuàng)建減震器首先建立一個(gè)硬點(diǎn)定義減震器，然后按需要定義減震器屬性文件。2.11 創(chuàng)建減震器上的硬點(diǎn)strut_upper(0,-600,600)2.12 定義減震器單擊Build （創(chuàng)建），forces, Damper （減震器），New （新建）命令:曲 mpcfDamper NameI PalCreate Damper._macphersiin gal_whiel_camerJ Part_mac pherswi gel_stnflI CDOfdinan. Reference._macphers4)n ground.hpl-strutjowerJ CDOfdinal Reference_m3cpiier5an ground tipi_stnjt_upper|Property FileColofmdids3i?a_shdildampefs tH/mdi_0(imaizeDamper Didnwier國(guó)空呼,J21OK | ApplyCancel2.13 定義螺旋彈簧2.14 創(chuàng)建彈簧的下硬點(diǎn)spring_lower(0,-650,300)2.15創(chuàng)建懸掛主螺旋彈簧（main spring）單擊Build （創(chuàng)建），forces, Spring （彈簧），New （新建）命令:Create Sprinmainspring._macpherson ground. hpl_spnng_low白r|Spring Namematphrson g白l.wh電目一亡白ri 自_macph&rS6ri ggil_slrutI PartJ PartI Coordinate ReferenceJ Cixirdinale R自他向府自| LengthProperty Fil白Colar._macpherson ground. hpl_-strul_u pper3Dd. 1381265149 DMjiCo&fd.jCcofd)mdids J/acar_shiaf ed/spri ngs. tbl/mdiOOOwhite30Spring DiameterjjNumber of Coils0 K| ApplyCancel2.16創(chuàng)建橫拉桿tierod_inner(200,-350,250)2.17 創(chuàng)建橫拉桿部件單擊 Build （創(chuàng)建），Parts （部件），General Part （一般部件），Wizard （向?qū)В┟?-4 A .".i d1Gen-eraJ Part NameTypetierodf left C right弓ingleGeDmelry TypeLink /Coordinate Reference #1_m3cptier5oci. ground Jhp<Jier0d_DuterCocrdinal Referen?c& #2_macpherson. grround. hplji* 白 d_inn 白 1rRadiusColorctark grayFDsifisily而 MatenalC User EnteredMaterial Type畫(huà)| steelzlOKApply I Cancel2.18 創(chuàng)建前束和外傾角參數(shù)變量單擊 Build , Suspension Parameters;（懸架參數(shù)），Toe/Camber Values （前束 /外傾參數(shù)），Set（設(shè)置）:2.19 創(chuàng)建輪轂單擊 Build （創(chuàng)建），Construction Frame （結(jié)構(gòu)框），New （新建）：2.20創(chuàng)建輪轂部件單擊Build （創(chuàng)建），Parts （部件），General Part （一般部件），New （新建）命令:2.21創(chuàng)建輪轂圓柱幾何體單擊Build （創(chuàng)建），Geometry （幾何體），Cylinder （圓柱體），New （新建）命令:3部件間連接3.1 定義轉(zhuǎn)向節(jié)與滑柱之間的棱柱副3.2 在轉(zhuǎn)向節(jié)與滑柱之間創(chuàng)建一個(gè)棱柱副單擊Build （創(chuàng)建），Attachments （連接），Joint （約束），New （新建）命令:3.3定義控制臂的連接3.4 在控制臂的前硬點(diǎn)位置（hardpoint arm front ）創(chuàng)建安裝件 subframe_to_body 。單擊Build （創(chuàng)建），Parts （部件），Mount （安裝件），New （新建）命令:Mount NameCreate Mount Parsu bfra m e_to_bodyCoordinate Reference_mac ph ersoTi .g round. h pl_arm_ftant|From Minor RoleBlinheritOKAppfyCancelAttachments （連接件）Bushing （軸套），New （新建）：3.5 創(chuàng)建控制臂前軸套 單擊Build （創(chuàng)建），3.6創(chuàng)建控制臂后軸套3.7創(chuàng)建控制臂與安裝件連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副3.8創(chuàng)建控制臂與轉(zhuǎn)向節(jié)連接球形副（球頭）3.9定義滑柱的連接方式3.10定義一個(gè)安裝件 strut_to_bodyCancel浙yX XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明）3.11創(chuàng)建一個(gè)滑柱與安裝件連接的軸套3.12創(chuàng)建一個(gè)滑柱與安裝件連接的球形副3.13定義轉(zhuǎn)向節(jié)連接方式浙yX XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明）3.14 定義橫拉桿與轉(zhuǎn)向節(jié)之間球形副（球頭）tierod_outertier<Hi_to_steeriing.3cpiherson .grciuiid. hpl_tignod_irm e rjCreate Mount PaMountFrom Minor Role囪| inheritOK App4y Cancel3.15 為萬(wàn)向副創(chuàng)建一個(gè)安裝件 tierod_to_steeringCoordinate Reference3.16 創(chuàng)建橫拉桿與安裝件tierod_to_steering3.17 定義輪轂連接方式，定義一個(gè)較接副連接輪轂和轉(zhuǎn)向節(jié)3.18 定義主銷(xiāo)線(xiàn)Build, Suspension Parameters （懸掛參數(shù)），Characteristic Array （特征數(shù)組），Set （設(shè)置）：Steer Axis CalculationGeomeinc.Suspension TypeIndependenl 二I Partmacph?rsan gel_stimtJ PartI Cocrdinat& Refr&nceJ Coordinate Referencemacph?rson gel_wheel_carriermac phors an ground h pl_strut_u pper macplie>rsan ground h pl_am_DiJrt|OK I Apply Cancel4.定義通訊器,Info （信息）命令:4.1 單擊 Build （創(chuàng)建）,Communicator （通訊器）浙yX XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明）4.2 單擊 Build （創(chuàng)建），Communicator （通訊器），Output （輸出），New （新建）：4.3測(cè)試通訊器單擊 Build （創(chuàng)建），Communicator （通訊器）,Test （測(cè)試）:5.創(chuàng)建懸架子系統(tǒng)單擊File （文件），New （新建），Subsystem （子系統(tǒng)）6.懸掛總裝配單擊 File （文件）,New （新建）,Suspension Assembly （懸掛組合）New SuspensionAssembly Naim?Suspensiors Subsystemzf=susip_a5sy_1j 4面 iSteafinSuteystemS| _M DI_SUSPENSION_TESTRIG - OK I Apply I CancalF Other Subsystems Suspension Test Rig 畫(huà)7.執(zhí)行仿真分析7.1 定義載荷這里設(shè)定彈簧軸向載荷為 3870N ,在彈簧屬性文件上查得自由長(zhǎng)度為 簧的長(zhǎng)度為135mm。修改其安裝長(zhǎng)度：在任意一個(gè)彈簧上單擊右鍵并選擇205.7mm,此時(shí)彈Modify （修改）。Spnngizfsusp assy_1. my mac pherscm. nslProperty File | Installed Length Symmetncmdils.i!，/acar_shafed/spflogs.tbl/mdi_00OK | Apply | Cancel3|臼心7.2設(shè)置運(yùn)動(dòng)分析模式單擊 Adjust, Kinematic Toggle ,設(shè)置 Current Mode （當(dāng)前模式）為 Kinematic （運(yùn)動(dòng)學(xué)）后單擊OK按鈕。單擊 Simulate, Suspension Analysis, Parallel Wheel Travel：7.4 動(dòng)畫(huà)顯示結(jié)果單擊Review, Animation Controls （動(dòng)畫(huà)控制）,Play （播放）,觀察結(jié)果。7.5 繪制結(jié)果圖啟動(dòng) ADMAS/PostProcessor。單擊Plot （繪圖），Create Plots （創(chuàng)建繪圖）。調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)繪圖配置文件：?jiǎn)螕鬎ile, Input, Plot Config File ,如圖:ADMAS/Car自動(dòng)繪制一系列基于繪圖配置文件的分析結(jié)果圖，可以使用繪圖頁(yè)瀏覽樹(shù)觀察浙yX XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明）各項(xiàng)仿真結(jié)果的繪圖:9 psgfl_scka<man_ang同- 口 pa驊 ：*：C>pag_ai_sleef_com|W D_|! pagemti_diG 敷口前制工8用1匚與呻峰H lj pa_caster_ngleH l_J page_caster_mome<i y -Ui 附臚:*: 口 .回pa9e_frflnt_ew_svwS CJ page Jtantjmw_smhB lJi 眼第的ml_5tBfl_wn9- 0 （XllnJwspmJnclinj iJ I I觀察結(jié)果圖后返回 ADMAS/Car主窗口。7.6 執(zhí)行彈塑性運(yùn)動(dòng)仿真單擊 Adjust （調(diào)整），Kinematic Toggle :7.7 執(zhí)行彈塑性運(yùn)動(dòng)仿真單擊 Simulate, Suspension Analysis, Parallel Wheel Travel：7.8 繪制彈塑性運(yùn)動(dòng)分析圖將兩次仿真的結(jié)果繪制在同一頁(yè)面上以便比較:二、ADMAS仿真分析與驗(yàn)證1 .前輪外傾角汽車(chē)在曲線(xiàn)行駛時(shí)，車(chē)身的側(cè)傾使得車(chē)輪的外傾角相對(duì)于地面向正的外傾角變化，從而降低了承載能力較高的外側(cè)車(chē)輪的側(cè)偏特性。所以常常將懸架設(shè)計(jì)為車(chē)輪向上跳動(dòng)時(shí)，外傾角朝負(fù)值方向變化；車(chē)輪下落時(shí)，外傾角朝正值方向變化。 理想的變化范圍是 -2 /50 mm 0.5 /50 mm。據(jù)下圖分析可知，此獨(dú)立懸架車(chē)輪外傾角在車(chē)輪上跳50mm時(shí)，外傾角變化大約-1.6 ,下跳50mm時(shí)，變化大約 0.4 ,均在理想的變化范圍內(nèi)。mf_macpherscin Camber Angle2.251.325left二一所咖-2 0 】111Pp100.0-80.0-60.0-40 02000020.0VVHeel TravelQauKJwqEEu40.060.080.0100.02 .車(chē)輪前束角前束對(duì)輪胎偏磨有一定影響，若前束角和外傾角配合恰當(dāng)， 輪胎滾動(dòng)的偏斜方向會(huì)抵消。若前束過(guò)大或者過(guò)小，輪胎的偏磨還會(huì)增加，滾動(dòng)阻力增加將導(dǎo)致車(chē)輛直線(xiàn)行駛性能下降。一般前束變化較理想的設(shè)計(jì)特性值為：前輪上跳時(shí)為 0 /50 mm-0.5 /50 mm 。前束變化范圍為-1.4 /50 mm1.2 /50 mm ,不合理需優(yōu)化，具體曲線(xiàn)圖如圖所示之：mjf_rnacpher5onToe Angle060 0-0.0-1.2-16 -10-0.0-B0.0-50.0-40.0-20.00.020.0Wheel Travel4D.D80.0 BO.O 1QD.D浙yX XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說(shuō)明）3 .主銷(xiāo)后傾角主銷(xiāo)后傾角對(duì)轉(zhuǎn)向時(shí)的車(chē)輪外傾變化影響較大，若主銷(xiāo)后傾角設(shè)計(jì)較大，則外傾轉(zhuǎn)向輪的外傾角會(huì)向負(fù)方向變化。其作用在于保持汽車(chē)直線(xiàn)行駛的穩(wěn)定性，并力圖使轉(zhuǎn)彎后的前輪自動(dòng)回正。后傾角越大車(chē)速越高，前輪穩(wěn)定效應(yīng)愈強(qiáng)，但后傾角不宜過(guò)大，一般要求23。由圖可知在所建模型下，在車(chē)輪上下跳動(dòng)50 mm,主銷(xiāo)后傾角變化范圍在-0.15。 -0.19 ,變化量較小，變化趨勢(shì)基本符合要求，但后傾角的值偏小。my_rriacph 己嗜如 Caster Ang le100.0-80.06H0-40_&-20.00.06.5756.110.85 -left10.375 rKingpin Indinalion Angle114事0>口修口一 獷-6匚< 匚o-=MU-u<u-edQU一-1D0.0 -BO.D -60.0-40.0-20.020.04D.0 GOO B0.0100>.020,040.060.080,0100.0Wheel Travel4 .主銷(xiāo)內(nèi)傾角當(dāng)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，若主銷(xiāo)內(nèi)傾角變化較大，將會(huì)轉(zhuǎn)向沉重，加速輪胎磨損。因此希望在車(chē)輪的跳動(dòng)過(guò)程中，主銷(xiāo)內(nèi)傾角的變化量不要太大。車(chē)輪上下跳動(dòng)量為100 mm時(shí)，一般希望主銷(xiāo)內(nèi)傾角的變化范圍在7.013.0。左右。據(jù)圖分析可知，此獨(dú)立懸架主銷(xiāo)內(nèi)傾角在車(chē)輪上跳50mm時(shí)，內(nèi)傾角變化大約10.4 ,下跳50 mm時(shí)，變化大約8.1 ,在理想范圍內(nèi)。my_macphrsGnWheel Trawl三、優(yōu)化設(shè)計(jì)修改刖硬點(diǎn):zf_susp_sssv_1 my_macphrsonName Filterloc Xloc_zrgmarkshpl arm front1-200.01400.022S.C(none)hpl_3rm_out0.0700.0200.C(none)h|pl_3rm_rear200.0390.0240.C(none)hplspnngjower0.0560.0500.C(none)hipl-strutjower0.D6506460.C(none)hpl_strut_uipper0.0rSOO.O800.0(none)hpljierod-inner200.0400.0300.0(none)hp4_tierod_outer150.0690B300.0(none)hipll_wtieeLcenter0.0800.0300.0(none)d1*1Display Single and 啟 Left 廣 RightBoll?OKApplyCancelHardpoint Modification TabAssembly 弁 Subsystem修改后硬點(diǎn):OKA閘產(chǎn)Cancel*8 8 jBSa0>-QU<gqEn3uAssemibly 份 Subsystem-z_suisp_a&sy_1 my_mac phers o n 二Name Fitter.*l(K_Xl_yloc_1remarkshpl_arm_fronil-200, D|40D.0206.0(none)hpl_ajm_aLrt-30.0-70D.0130.0(nans)hpl_arm_rear200 0390.0220 0(nans)hpl_spring_lower。切-650.0輛0(nans)hpJ_strut_lower0.0450.0450.Q(nana)hpl_strut_upp0r0.0-500.0mo(nans)hpl_tiarod_ininer之mu287 0(nans)hpl_tisfod_auterisa.o720.6270 0(nans)hpl_wheel_c entero.c3000300 0(nans)12d1i才郎 Single and 卜 LeftRight 廠(chǎng) Bct+i修改后各參數(shù)及其圖如下:1.前輪外傾角變化范圍在 0.25 - 1.7理想的變化范圍是0.5 /50 mm-2 /50 mm,所以符合要求。2.車(chē)輪前束角mmacphersom Toe Angle 0.550.425D.30.175005 0.0-0.075力N0325-0.45-0.575-0.780.060.0100.0 國(guó)工。 -60.07 0.020.00.020.040.0Trsiwpll變化范圍在0.29 - 0.2理想的變化范圍是0 /50 mm-0.5 /50 mm,所以符合要求。3.主銷(xiāo)后傾角100.03.35 -3.675 -3 5-山電。鈔q】6jv415eu3.325 -1152.975 -2.625 2.45 -2.2752JI -60 0-40 D -20 0 0D 20.0wnm Travelmy_maepherson Caster Angle80 06C0-100 0-60 0100 0變化范圍在 2.4 3理想的變化范圍是2。3。，所以符合要求。4.主銷(xiāo)內(nèi)傾角變化范圍在 7.9 10.1理想的變化范圍是7.013.0。，所以符合要求。