汽车底盘悬架毕业设计Word下载.docx
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任务书
本次课程设计的任务如下:
第一组:
建立汽车的前悬架模型,然后测试,细化,优化该模型,建立目标函数,最后与MATLAB实现联合仿真。
1.测量车轮接地点侧向滑移量
2.测量车轮侧偏角
3.测量车轮前束值
4.测量车轮跳动量
5.测量主销后倾角
第二组:
建立整车模型,实现该车在A,B,C三级道路路面上的仿真。
第一部分创建前悬架模型
(1)创建新模型
双击桌面上得ADAMS/View得快捷图标,创建一个名称为:
FRONT_SUSP的新模型。
(2)设置工作环境
在ADAMS/View选择菜单中得单位命令将长度单位,质量单位,力的单位,时间单位,角度单位和频率单位分别设置为毫米,千克,牛顿,秒,度和赫兹。
在工作网格命令中将网格的X方向和Y方向分别设置为750和800,将网格距设置为50。
同时将图标大小设置为50。
(3)创建设计点
在ADAMS/View中的零件库中选择点命令,创建八个设计点,其名称和位置如下图:
(4)创建主销,上横臂,下横臂,拉臂,转向拉杆,转向节
在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令,定义不同的参数值,在对应点之间创建主销,上横臂,下横臂,拉臂,转向拉杆,转向节。
在ADAMS/View中的零件库中选择球体命令,分别在上横臂,下横臂,转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。
图形如下:
(5)创建车轮,测试平台及弹簧
在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令,选择转向节两端点作为设计点。
并在ADAMS/View中的零件库中选择倒角命令,定义倒圆半径为50,完成车轮倒角的设计。
应用ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体和长方体命令,在创建的(-350,-320,-200)设计点上创建测试平台。
在上横臂上选择创建一点(174.6,347.89,24.85),在大地上创建点(174.6,647.89,24.85),点击ADAMS/View力库的弹簧,设置其刚度和阻尼,选择创建的两点绘制弹簧。
如图:
(6)创建球副
在ADAMS/View约束库中选择球副,设计选择相关选项,在主销与上横臂之间建立约束副。
同理建立主销与下横臂之间,转向拉杆与拉臂之间以及拉杆与大地之间的球约束副。
(7)创建固定副
在ADAMS/View约束库中选择固定副,设置相应选项,选择固定点创建拉臂与主销之间的约束副。
同样建立转向节与主销,车轮与转向节之间的固定副。
(8)创建旋转副
点击ADAMS/View约束库中中的旋转副,设置参数,选择参考点放置旋转副,在菜单栏的Edit菜单中选“Modify”命令,修改刚创建的旋转副。
将上横臂设置为水平斜置-5度。
同理将下横臂设置为水平斜置10度。
(9)创建移动副
在ADAMS/View约束库中选择移动副,选择测试平台的质心作为位置点,建立平台与大地之间的约束。
(10)创建点-面约束副
在ADAMS/View约束库的建点-面约束副,选择测试平台与车轮为参考物体,选择测试平台的质心作为约束副的位置点,创建车轮与测试平台之间的约束副。
(11)保存模型
在ADAMS/View中,选择“File”菜单中的“SaveDatebaseAs”命令,将前悬架模型保存。
第二部分测量前悬架模型
(1)添加驱动,实现模型的运动仿真
点击ADAMS驱动库中的直线运动按钮,选择测试平台和大地的移动副约束,创建直线运动MOTION-1。
接着输入驱动的函数表达式,100*sin9(360d*time),即上下跳动的幅度为100mm,周期为1S,按下仿真按钮,设置终止时间为1S,工作步为100,进行仿真。
(2)测量前轮外倾(侧偏)角
创建前轮外倾角的测量函数.FRONT_SUSP.Cnmber_Angle——ATAN(DY(MARKER_10,MARKER_26)/DX(MARKER_10,MARKER_26))):
其中MARKER_10和.MARKER_26分别为点Knuckle-outer和Knuckle-inner处的marker。
进行仿真,设置终止时间为3S,工作步为300,可得到三个周期的前轮外倾角变化图:
分析:
通过测量,可以看出当地面有一正弦函数作用于车轮时,车轮外倾角也随着发生周期性变化,而且还会出现车轮负外倾,即内倾。
第三部分细化前悬架模型
(1)创建设计变量:
依次创建变量—主销长度DV_1,主销内倾角DV_2,主销后倾角DV_3,上横臂长度DV_4,上横臂在汽车横向平面的倾角DV_5,上横臂轴的水平斜置角DV_6,下横臂长度DV_7,下横臂在汽车横向平面的倾角DV_8,上横臂轴的水平斜置角DV_9。
(2)将设计点参数化:
将UCA_outer,UCA_inner,LCA_inner,Knuckle_inner,Knuckle_outer进行参数化
(3)将物体参数化:
<
1>
依次将主销长度设定为变量DV1,把上横臂圆柱体长度设定为DV4,将下横臂长度设定为DV7
2>
将拉臂的长度参数化
第四部分优化前悬架模型
(1)定义目标函数
在汽车运动过程中前轮的外倾角的绝对值应尽量接近于零,即车轮在运动过程中尽量不发生侧偏。
因而选定目标函数为前轮外倾角的绝对值。
在ADAMS/View菜单中,选择Build>
Maesure>
Function>
New,创建测量函数,借助于函数编辑器提供的基本函数,编辑目标函数的函数表达式:
ABS(.FRONT_SUSP.Cnmber_Angle)
按“OK”,创建目标函数“OBJECT_FUN”如下图所示:
系统生成目标函数“OBJECT_FUN”的曲线窗口,点击仿真按钮,设置终止时间为1,工作步为100,进行仿真,生成目标函数曲线如下图所示:
(2)优化模型
在ADAMS/View菜单栏中,选择Simulate>
SimulateScript>
New,系统弹出优化设计变量对话窗,优化目标函数“OBJECT_FUN”的最大值,优化设计变量为“DV_1”,优化的目标为函数值最小,如下图所示:
点击“Output”按钮,在设置仿真对话窗中,选择“SaveAnalyses”。
点击优化设计对话窗底部的“Start”按钮,ADAMS对汽车前悬架进行优化设计分析,生成目标函数迭代次数变化的对话窗口,系统完成对汽车前悬架的优化后,生成曲线如下所示:
(3)察看优化结果
点击优化设计变量对话窗的“Creattabularreportofresults”,在所弹出对话窗中选择优化结果文件,系统显示出优化结果的信息窗口,如下图所示:
(4)优化结果分析
由优化结果可以看出,主销长度(设计变量为DV_1)的值最终优化为330.02mm,,行驶过程中车轮外倾角的最大值由起初的1.0743度优化为1.0740度,提高了汽车行驶过程中的稳定性。