汽车前悬架模型作业解析.docx

1、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

2、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(Working Grid)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Add to Ground 和Dont Attach,点击(Point Table)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”New Part”,定义半径为2

3、0,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”New Part”,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”Add to Part”,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”New Part”,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”Add to Part”,

4、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”New Part”,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”New Part”,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”Add to Part”,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Knuck

5、le点击零件库的圆柱体,选择”New Part”,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”New Part”,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Add to Ground 和Dont Attach,在画图区点击右键,弹出Location窗口,输入设

6、计点(-350,-320,-200)点击零件库的长方体(Box),选择”New Part”,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”Add to Part”,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Add to Part 和Dont Attach，在上横臂（U

7、CA）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Add to Ground 和Dont Attach，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(Spherical Joint),设置球副的选项为”2 Bod-1Loc”和”Normal To Grid

8、”,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(Spherical Joint),设置球副的选项为”2 Bod-1Loc”和”Normal To Grid”,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(Spherical Joint),设置球副的选项为”2 Bod-1Loc”和”Normal To Grid”,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

9、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(Spherical Joint),设置球副的选项为”1 Location”和”Normal To Grid”,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(Fixed Joint),设置固定副的选项为”2 Bod-1Loc”和”Normal To Grid”,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(Fixed Joint),设置固定副的选项为”2 Bod

10、-1Loc”和”Normal To Grid”,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(Fixed Joint),设置固定副的选项为”2 Bod-1Loc”和”Normal To Grid”,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(Revolute Joint),设置旋转副的选项为”1Location”和”Normal To G

11、rid”,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(Change Position),系统弹出移动目标对话框,在角度(A ngle)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(Revolute Joint),设置旋转副的选项为”1Location”和”Normal To Grid”,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”

12、命令,修改刚刚创建的旋转副.,点击改变位置(Change Position),系统弹出移动目标对话框,在角度(A ngle)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(Translational Joint),设置移动副的选项为”1Location”和”Pick Feature”,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(Inplane Joint Primitive),设置点-面

13、约束副的选项为”2 Bod-1Loc”和”Pick Geometry Feature”,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”save database as”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(Translation Joint Motion)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“ED

14、IT”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.Kin

15、gpin.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.MA

16、R_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,FR

17、ONT_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

18、.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

19、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，“to marker”选择车轮在(-150,-270,0)处的marker；“from marker”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

20、,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，“to marker”选择车轮在(-150，-270，0)处的Marker.”from marker”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”Revi

21、ew”菜单中的”Plotting Windows”命令,系统进入定制曲线窗口.选择曲线的数据来源为Measure,在”Independent Axis”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”Add Curves”,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”Independent Axis”栏中,点击Data,选择主销后倾角Caster_Angle

22、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One Curve Per Plot，表示每幅图只有一条曲线，按”Add Curves”,创建主销后倾角相对于车轮跳动的变化曲线。在”Independent Axis”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One Curve Per Plot，按”Add Curves”,创建前轮外倾角相对于车轮跳动的变化曲线。 在”Independent Axis”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One Curve Per Plot，按”Add Curves”,创建前轮前束角相对于车轮跳动的变化曲线。在”Independent Axis”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One Curve Per Plot，按”Add Curves”,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