汽车前悬架模型作业解析.docx
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汽车前悬架模型作业解析
东华大学2014----2015学年第一学期期末试题
踏实学习，弘扬正气；诚信做人，诚实考试；作弊可耻，后果自负。
课程名称虚拟样机技术及其应用使用专业机械工程及其自动化
班级机械1208班姓名赵开超学号120800811
试题得分
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
题目要求：
设计汽车前悬架模型，前悬架各点数据如下，车轮半径375，长度215，其他数据按具体情况选择，测量出车轮跳动量、侧向滑移量、前后倾角数据等，并写明详细步骤。
解：
汽车前悬架模型设计
1、创建前悬架模型
（1）创建新模型
启动ADMAS/View，创建新模型FRONT_SUSP
（2）设置工作环境
在菜单栏,选择设置（Settings）菜单中的单位（Units）命令,将模型单位设置为MMKS
选择设置（Settings）菜单中的工作网格（WorkingGrid）命令,将网格X方向和Y方向的大小分别设置为750和800,将网格间距设置为50.
（3）创建设计点
点击零件库的点（Point）,选择AddtoGround和Don’tAttach,点击（PointTable）在窗口表格创建八个设计点,point1,point2,point3,point4,point5,point6,point7,point8
（4）创建主销Kingpin
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为20,选择设计点point1,point2,创建主销,将其重新命名为Kingpin.
（5）创建上横臂UCA
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为20,选择设计点point2,point3,创建上横臂,将其重新命名为UCA.
点击零件库的球体Sphere,选择”AddtoPart”,定义球体半径为25,选择上横臂为参考物体,球体的位置为设计点point2
（6）创建下横臂LCA
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为20,选择设计点point1,point4,创建下横臂,将其重新命名为LCA.
点击零件库的球体Sphere,选择”AddtoPart”,定义球体半径为25,选择下横臂为参考物体,球体的位置为设计点point1
（7）创建拉臂Pull_arm
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为15,选择设计点point7,point5,创建拉臂,将其重新命名为Pullarm.
（8）创建转向拉杆Tie_rod
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为15,选择设计点point5,point6,创建转向拉杆,将其重新命名为Tierod.
点击零件库的球体Sphere,选择”AddtoPart”,定义球体半径为20,选择转向拉杆为参考物体,球体的位置为设计点point5和point6.
（9）创建转向节Knuckle
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为20,选择设计点point8,point7,创建转向节,将其重新命名为Knuckle.
（10）创建车轮Wheel
点击零件库的圆柱体,选择”NewPart”,定义半径为375,定义圆柱体的长度为215;选择设计点point8,point7,创建车轮,将其重新命名为Wheel
点击零件库的倒圆Fillet,定义倒圆半径为50,选择车轮圆柱体的两条圆边,然后按鼠标右键,完成倒圆.
（11）创建测试平台.
点击零件库的点（Point）,选择AddtoGround和Don’tAttach,在画图区点击右键,弹出Location窗口,输入设计点（-350,-320,-200）
点击零件库的长方体（Box）,选择”NewPart”,将长方体的长度（Length）、高度（Heigth）和厚度（Depth）分别设置为500、45和400
选择上步操作创建的设计点,创建长方体.
点击零件库的圆柱体,选择”AddtoPart”,定义圆柱体的长度为350,半径为30,选择长方体”PART_1”为参考物体,选择长方体的质心位置为圆柱体的起始点,垂直向下创建圆柱体,它与长方体组合构成测试平台,将其重新命名为:
Test_Patch.
（12）创建弹簧
点击零件库的点（Point）,选择AddtoPart和Don’tAttach，在上横臂（UCA）上创建设计点UCA.POINT_21（174.6,347.89,24.85）
点击零件库的点（Point）,选择AddtoGround和Don’tAttach，在大地上（Ground）创建设计点ground.POINT_21（174.6,637.89,24.85）
点击力库中的弹簧（Spring）,设置弹簧的刚度（K）和阻尼（C）分别为129.8和6000,如下图所示,选择设计点UCA.POINT_22和ground.POINT_22,创建弹簧
（13）创建球副
点击约束库的球副（SphericalJoint）,设置球副的选项为”2Bod-1Loc”和”NormalToGrid”,选择上横臂（UCA）和主销（Kingpin）为参考物体,选择设计点Point_2为球副的位置点创建上横臂和主销之间的约束副.
点击约束库的球副（SphericalJoint）,设置球副的选项为”2Bod-1Loc”和”NormalToGrid”,选择下横臂（LCA）和主销（Kingpin）为参考物体,选择设计点Point_1为球副的位置点创建下横臂和主销之间的约束副.
点击约束库的球副（SphericalJoint）,设置球副的选项为”2Bod-1Loc”和”NormalToGrid”,选择转向拉杆（Tie_rod）和拉臂（Pull_arm）为参考物体,选择设计点Point_5为球副的位置点,创建转向拉杆和拉臂之间的约束副.
点击约束库的球副（SphericalJoint）,设置球副的选项为”1Location”和”NormalToGrid”,选择设计点Point_6为球副的位置点,创建转向拉杆和大地之间的约束副.
（14）创建固定副
点击约束库的固定副（FixedJoint）,设置固定副的选项为”2Bod-1Loc”和”NormalToGrid”,选择拉臂（Pull_arm）和主销（Kingpin）为参考物体,选择设计点Point_7为固定副的位置点,创建拉臂和主销之间的约束副.
点击约束库的固定副（FixedJoint）,设置固定副的选项为”2Bod-1Loc”和”NormalToGrid”,选择转向节（Knuckle）和主销（Kingpin）为参考物体,选择设计点Point_7为固定副的位置点,创建转向节和主销之间的约束副.
点击约束库的固定副（FixedJoint）,设置固定副的选项为”2Bod-1Loc”和”NormalToGrid”,选择车轮（Wheel）和转向节（Knuckle）为参考物体,选择设计点Point_7为固定副的位置点,创建车轮和转向节之间的约束副.
（15）创建旋转副
将视图方向设置为前视图，点击约束库的旋转副（RevoluteJoint）,设置旋转副的选项为”1Location”和”NormalToGrid”,如图所示：
选择设计点Point_3为旋转副的位置点，放置旋转副后，直接在菜单栏的“Edit”菜单中选择“Modify”命令,修改刚刚创建的旋转副.,点击改变位置（ChangePosition）,系统弹出移动目标对话框,在角度（Angle）栏中输入5,按指向左侧的肩头,将旋转副旋转5度,满足上横臂轴水平斜置角为-5度的要求.
将视图方向设置为前视图，点击约束库的旋转副（RevoluteJoint）,设置旋转副的选项为”1Location”和”NormalToGrid”,选择设计点Point_4为旋转副的位置点,放置旋转副后，直接在菜单栏的“Edit”菜单中选择“Modify”命令,修改刚刚创建的旋转副.,点击改变位置（ChangePosition）,系统弹出移动目标对话框,在角度（Angle）栏中输入10,按指向右侧的肩头,将旋转副旋转10度,满足下横臂轴水平斜置角为10度的要求.
（16）创建移动副
点击约束库的移动副（TranslationalJoint）,设置移动副的选项为”1Location”和”PickFeature”,选择测试平台（Test_Patch）的质心的Marker为移动副的位置点,垂直向上（或向下）创建测试平台和大地之间的约束副.
（17）创建点-面约束副
点击约束库的点-面约束副（InplaneJointPrimitive）,设置点-面约束副的选项为”2Bod-1Loc”和”PickGeometryFeature”,选择车轮（Wheel）和测试平台（Test_Patch）为参考物体,选择测试平台（Test_Patch）的质心的Marker为点-面约束副的位置点,垂直向上（或向下）创建测试平台和车论之间的约束副.
（18）保存模型
选择”File”菜单中的”savedatabaseas”命令,将前悬架模型保存在工作目
录中.
2.测试前悬架模型
（1）添加驱动
点击驱动库的直线驱动（TranslationJointMotion）按钮,选择测试平台和大地的移动副约束,创建直线驱动（TRANS_MOTION_1）.再在“EDIT”菜单中选择”Modify”,可以修改直线驱动,在添加驱动对话窗的”F（time）=”栏中,输入驱动表达示:
100*sin（360d*time）,它表示车轮的上跳和下跳行程均为100mm.
可以在主工具箱中选择仿真按钮进行仿真,观察前悬架模型的运动仿真.
（2）测量主销内倾角
选择Build-Measure-Function-New,创建新的测量函数.
在函数编辑器对话框中的测量名称栏输入:
Kingpin_Inclination,单位选择:
Angle,借助函数编辑器提供的基本函数,编辑主销内倾角的函数表达式如下.运行仿真,测量主销内倾角变化曲线
ATAN（DX（.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_2,.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR1）/DY（.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_2,.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_1））
系统生成主销内倾角变化的测量曲线，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真。
（3）测量主销后倾角
选择Build-Measure-Function-New,创建新的测量函数.
在函数编辑器对话框中的测量名称栏输入:
Caster_Angle,单位选择:
Angle,借助函数编辑器提供的基本函数,编辑主销内倾角的函数表达式.运行仿真,测量主销内倾角变化曲线
ATAN（DZ（.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_2,.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_1）/DY（.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_2,.FRONT_SUSP.Kingpin.MAR_1））
系统生成主销后倾角变化的测量曲线，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真。
（4）测量前轮外倾角
选择Build-Measure-Function-New,创建新的测量函数.
在函数编辑器对话框中的测量名称栏输入:
Camber_Angle,单位选择:
Angle,借助函数编辑器提供的基本函数,编辑主销内倾角的函数表达式.运行仿真,测量前轮外倾角变化曲线
ATAN（DY（.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_1,FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_2）/DX（.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_1,.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_2））
系统生成前轮外倾角变化的测量曲线，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真。
（5）测量前轮前束角
选择Build-Measure-Function-New,创建新的测量函数.
在函数编辑器对话框中的测量名称栏输入:
Toe_Angle,单位选择:
Angle,借助函数编辑器提供的基本函数,编辑前轮前束角的函数表达式.运行仿真,测量前轮前束角变化曲线
ATAN（DZ（.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_1,.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_2）/DX（.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_1,.FRONT_SUSP.Knuckle.MAR_2））
系统生成前轮前束角变化的测量曲线，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真。
（6）测量车轮接地点侧向滑移量
在车轮上创建Marker,修改它的位置为（-150,-270,0）;然后,在大地上创建Marker,它的位置也为（-150,-270,0）;
选择Build-Measure-Function-New,创建新的测量函数.
在函数编辑器对话框中的测量名称栏输入:
Sideways_Displacement,单位选择:
Length,借助函数编辑器提供的基本函数,编辑测量车轮接地点侧向滑移量的函数表达式.运行仿真,测量车轮接地点侧向滑移量曲线
DX（.FRONT_SUSP.Wheel.MAR_5,.FRONT_SUSP.ground.MAR_6）
其中，“tomarker”选择车轮在（-150,-270,0）处的marker；“frommarker”选择大地在（-150,-270,0）处的marker；
系统生成车轮接地点侧向滑移量的测量曲线，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真。
（7）测量车轮跳动量
选择Build-Measure-Function-New,创建新的测量函数.
在函数编辑器对话框中的测量名称栏输入:
Wheel_Travel,单位选择:
Length,借助函数编辑器提供的基本函数,编辑车轮跳动量的函数表达式.运行仿真,测量车轮跳动量变化曲线
DY（.FRONT_SUSP.Wheel.MAR_5,.FRONT_SUSP.ground.MAR_6）
在函数编辑器中的函数表达式如上所示。
其中，“tomarker”选择车轮在（-150，-270，0）处的Marker.”frommarker”选择大地在（-150，-270，0）处的
marker。
按函数编辑器的“OK”，创建车轮跳动量的测量函数。
同时，系统生成车轮跳动量的测量曲线，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真
（8）创建前悬架特性曲线
在菜单栏中选择”Review”菜单中的”PlottingWindows”命令,系统进入定制曲线窗口.
选择曲线的数据来源为Measure,在”IndependentAxis”栏中,点击Data,选择主销内倾角Kingpin_Inclination的测量曲线为定制曲线的X轴.
选择车轮跳动量Wheel_Travel为定制曲线的Y轴,按”AddCurves”,创建主销内倾角相对于车轮跳动的变化曲线.
主销后倾角、前轮外倾角、前轮前束角、车轮接地点侧向滑移量相对于车轮跳动的变化曲线类似操作.
选择曲线的数据来源为Measure,在”IndependentAxis”栏中,点击Data,选择主销后倾角Caster_Angle的测量曲线为定制曲线的X轴.
选择车轮跳动量Wheel_Travel为定制曲线的Y轴,选择OneCurvePerPlot，表示每幅图只有一条曲线，按”AddCurves”,创建主销后倾角相对于车轮跳动的变化曲线。
在”IndependentAxis”栏中,点击Data,选择前轮外倾角Camber_Angle的测量曲线为定制曲线的X轴.
选择车轮跳动量Wheel_Travel为定制曲线的Y轴,选择OneCurvePerPlot，按”AddCurves”,创建前轮外倾角相对于车轮跳动的变化曲线。
在”IndependentAxis”栏中,点击Data,选择前轮前束角Toe_Angle的测量曲线为定制曲线的X轴.
选择车轮跳动量Wheel_Travel为定制曲线的Y轴,选择OneCurvePerPlot，按”AddCurves”,创建前轮前束角相对于车轮跳动的变化曲线。
在”IndependentAxis”栏中,点击Data,选择前轮接地点侧向滑移量Sideways_Displacement的测量曲线为定制曲线的X轴.
选择车轮跳动量Wheel_Travel为定制曲线的Y轴,选择OneCurvePerPlot，按”AddCurves”,创建前轮接地点侧向滑移量相对于车轮跳动的变化曲线。
（9）保存模型
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