汽车底盘悬架课程设计说明书.docx

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汽车底盘悬架课程设计说明书

课程设计说明书

学院：

机械电子工程学院

班级：

交通运输

任务书

本次课程设计的任务如下：

第一组：

成立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，成立目标函数，最后与MATLAB实现联合仿真。

1.测量车轮接地址侧向滑移量

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：

成立整车模型，实现该车在A,B,C三级道路路面上的仿真。

第一部份创建前悬架模型

（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，时刻单位，角度单位和频率单位别离设置为毫米，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方向别离设置为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中的零件库当选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如以下图：

（4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节

在ADAMS/View中的零件库当选择圆柱体命令，概念不同的参数值，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中的零件库当选择球体命令，别离在上横臂，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中的零件库当选择圆柱体命令，选择转向节两头点作为设计点。

并在ADAMS/View中的零件库当选择倒角命令，概念倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。

应用ADAMS/View中的零件库当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（，，），在大地上创建点（，，），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约束库当选择球副，设计选择相关选项，在主销与上横臂之间成立约束副。

同理成立主销与下横臂之间，转向拉杆与拉臂之间和拉杆与大地之间的球约束副。

（7）创建固定副

在ADAMS/View约束库当选择固定副，设置相应选项，选择固定点创建拉臂与主销之间的约束副。

一样成立转向节与主销，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菜单当选“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约束库当选择移动副，选择测试平台的质心作为位置点，成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）保留模型

在ADAMS/View中，选择“File”菜单中的“SaveDatebaseAs”命令，将前悬架模型保留。

第二部份测量前悬架模型

（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，设置终止时刻为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.——ATAN（DY（MARKER_10,MARKER_26）/DX（MARKER_10,MARKER_26）））：

其中MARKER_10和.MARKER_26别离为点Knuckle-outer和Knuckle-inner处的marker。

进行仿真，设置终止时刻为3S，工作步为300，可取得三个周期的前轮外倾角转变图：

分析：

通过测量，能够看出本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转变，而且还会显现车轮负外倾，即内倾。

第三部份细化前悬架模型

（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

第四部份优化前悬架模型

（1）概念目标函数

在汽车运动进程中前轮的外倾角的绝对值应尽可能接近于零，即车轮在运动进程中尽可能不发生侧偏。

因此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大体函数，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”如以下图所示：

系统生成目标函数“OBJECT_FUN”的曲线窗口，点击仿真按钮，设置终止时刻为1，工作步为100，进行仿真，生成目标函数曲线如以下图所示：

（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，如以下图所示：

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转变的对话窗口，系统完成对汽车前悬架的优化后，生成曲线如下所示：

（3）观察优化结果

点击优化设计变量对话窗的“Creattabularreportofresults”,在所弹出对话窗当选择优化结果文件，系统显示出优化结果的信息窗口，如以下图所示：

（4）优化结果分析

由优化结果能够看出，主销长度（设计变量为DV_1）的值最终优化为,，行驶进程中车轮外倾角的最大值由起初的度优化为度，提高了汽车行驶进程中的稳固性。