畢業(yè)論文雙橫臂式前獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　懸架是汽車上的重要總成之一，懸架的作用是彈性地連接車橋和車架，減緩行駛中車輛受到由路面不平引起的沖擊力，保證乘坐舒適和貨物完好，迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，使車輪按一定軌跡相對車身運(yùn)動。懸架決定著汽車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，所以研究懸架成為研究汽車中的重要一個環(huán)節(jié)，ADAMS軟件為研究汽車懸架運(yùn)動學(xué)分析提供了幫助。本次畢

2、業(yè)設(shè)計(jì)首先利用ADAMS軟件的View功能給定設(shè)計(jì)點(diǎn)，創(chuàng)建懸架模型，通過測試懸架模型得到一些曲線和數(shù)據(jù)，對比這些曲線和數(shù)據(jù)之后得出輪胎接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量變化是影響懸架的重要因素。所以將目標(biāo)函數(shù)定為車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量。然后通過ADAMS軟件的后處理功能優(yōu)化前懸架模型，最后得出使輪胎接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量變化最小的一組數(shù)據(jù)。從而達(dá)到優(yōu)化的效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 雙橫臂獨(dú)立懸架； 運(yùn)動學(xué)分析； ADAM

3、S </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Suspense is one of the important parts in a car. Suspense serves as a role that connects the axles and frames in a much bouncing way which can k

4、ill the unavoidable shock when the car is on a unsmooth road, thus making sure that the goods in the car cannot be damaged as well as guaranteeing a better driving pleasure. It can quickly kill the shock from the bouncin

5、g system to let the wheel move a the course of the car. Suspense determines the stability, riding comfort, and safety. Therefore, analyz</p><p>　　Key words: double wishbone suspension; kinematics analysis; A

6、DAMS</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題引言1</b></p><p>　　1.2 汽車懸架簡介1</p><p>　　1.3 汽車懸架分類<

7、;/p><p>　　1.4 ADAMS簡介</p><p>　　1.5 本文研究的內(nèi)容2</p><p>　　2前懸架模型的建立3</p><p>　　2.1 創(chuàng)建新模型3</p><p>　　2.2 添加約束4</p><p>　　2.3本章小結(jié).....................

8、..................................................................................................6</p><p>　　3前懸架模型運(yùn)動學(xué)分析7</p><p>　　3.1 添加驅(qū)動7</p><p>　　3.2測量主銷內(nèi)傾角7</p><p

9、>　　3.3測量主銷后傾角10</p><p>　　3.4測量前輪外傾角12</p><p>　　3.5測量前輪前束傾角14</p><p>　　3.6測量車輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量17</p><p>　　3.7本章小結(jié)19</p><p>　　4細(xì)化前懸架模型21</p><p>

10、;　　4.1 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量21</p><p>　　4.2將設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)化21</p><p>　　4.3將物體參數(shù)化25</p><p>　　4.4本章小結(jié)……………………………………………………………………………..25</p><p><b>　　5定制界面32</b></p><p>

11、;　　5.1 創(chuàng)建修改參數(shù)對話窗………………………………….............................................32</p><p>　　5.2 修改菜單欄................................................................................................................

12、.36</p><p>　　5.3 本章小結(jié)................................................................................................................. 37</p><p>　　6 優(yōu)化前懸架模型......................................

13、.......................................................................... 26</p><p>　　6.1 定義目標(biāo)函數(shù)………………………………………………………………………..26</p><p>　　6.2 優(yōu)化模型……………………………………………………………………………..26</p><

14、;p>　　6.3 察看優(yōu)化結(jié)果………………………………………………………………………..27</p><p>　　6.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………………..31</p><p><b>　　本文總結(jié)40</b></p><p><b>　　致謝41</b></p>

15、<p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p>　　附錄A 漢語原文43</p><p>　　附錄B 英文翻譯52</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題引言</b></p><

16、p>　　在馬車出現(xiàn)的時候，為了乘坐更舒適，人類就開始對馬車的懸架進(jìn)行孜孜不倦的探索，隨著社會的日益進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車開始普及，人們對汽車平順性、穩(wěn)定性、操控性及其舒適性也有了更高要求。于是對于懸架的研究顯得尤為重要。汽車懸架作為車身與車輪之間連接的傳力機(jī)件，是保證汽車行駛安全的重要部件。汽車懸架對汽車的舒適性、穩(wěn)定性、平順性都起著至關(guān)重要的影響，因此，提高汽車舒適性的關(guān)鍵就是要提高汽車懸架系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的鋼板彈簧式懸

17、架已難以滿足汽車行駛舒適性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)針對雙橫臂式前獨(dú)立懸架進(jìn)行分析，就是通過建立懸架模型，初選懸架各參數(shù)，創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量，最后利用ADAMS軟件對懸架進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化出一組使得車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量最小的初始點(diǎn)位置。</p><p>　　1.2 汽車懸架簡介</p><p>　　懸架是汽車上的重要總成之一，它把車身和車彈性地連接在一起。汽車懸架是車身和車輪之間

18、的一切傳力連接裝置的總稱。一般由彈性元件、減振器和導(dǎo)向元件組成。在汽車行駛過程中，懸架的作用是彈性地連接車橋和車架，減緩行駛中車輛受到由路面不平引起的沖擊力，保證乘坐舒適和貨物完好，迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，傳遞垂直、縱向、側(cè)向反力及其力矩，并起導(dǎo)向作用，使車輪按一定軌跡相對車身運(yùn)動。懸架決定著汽車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代汽車十分重要的部件之一?，F(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。</p>&l

19、t;p>　　1.3 汽車懸架分類</p><p>　　根據(jù)懸架的阻尼和剛度是否隨著行駛條件的變化而變化，可分為被動懸架、半主動懸架和主動懸架( 三種懸架的模型圖如圖1.1所示)，半主動懸架還可以按阻尼級分為有級式和無級式兩類。傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼系數(shù)，是按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)或優(yōu)化設(shè)計(jì)方法選擇的，一經(jīng)選定后，在車輛行駛過程中，就無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此其減振性能的進(jìn)一步提高受到限制，這種懸架稱為被動懸架。為了克服被動

20、懸架的缺陷，國外在20世紀(jì)60年代就提出了主動懸架的概念，主動懸架就是由在懸架系統(tǒng)中采用有源或無源可控制的元件組成。它是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)車輛的運(yùn)動狀態(tài)和路面狀況主動作出反應(yīng)，以抑制車體的運(yùn)動，使懸架始終處于最優(yōu)減振狀態(tài)。所以主動懸架的特點(diǎn)就是能根據(jù)外界輸入或車輛本身狀態(tài)的變化進(jìn)行動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。因此，系統(tǒng)必須是有源的。半主動懸架則由無源但可控制的阻尼元件組成。</p><p>　　在車輛懸架中，彈性元件除了

21、吸收和存貯能量外，還得承受車身重量及載荷，因此，半主動懸架不考慮改變懸架的剛度而只考慮改變懸架的阻尼。由于半主動懸架結(jié)構(gòu)簡單，在工作時，幾乎不消耗車輛動力，又能獲得與主動懸架相近的性能，故應(yīng)用較廣。</p><p>　　由于路面輸入的隨機(jī)性，車輛懸架阻尼的控制屬于自適應(yīng)控制，即所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在輸入或干擾發(fā)生大范圍的變化時，能自適應(yīng)環(huán)境，調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，使輸出仍能被有效控制，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。它不同于一般的反饋控制系統(tǒng)，因

22、為它處理的具有“不確定性”的反饋信息。</p><p>　　自適應(yīng)控制系統(tǒng)按其原理不同，可分為校正調(diào)節(jié)器和模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)兩大類。由于要建立一個精確的“車輛—地面”系統(tǒng)模型還很困難，故目前的主動懸架，多采用自校正調(diào)節(jié)器。雖然現(xiàn)代汽車的懸架種類較多，結(jié)構(gòu)差異較大，但一般由彈性元件、減振元件和導(dǎo)向構(gòu)件組成。工作原理是：當(dāng)汽車輪胎受到?jīng)_擊時，彈性元件對沖擊進(jìn)行緩沖，防止對汽車構(gòu)件和人員造成損傷。但彈性件受到?jīng)_擊時

23、會產(chǎn)生長時間持續(xù)的振動，容易使駕駛員疲勞。故減振元件應(yīng)快速衰減振動。當(dāng)車輪受到?jīng)_擊而跳動時，應(yīng)使其運(yùn)動軌跡符合一定的要求，否則會降低汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性。導(dǎo)向構(gòu)件在傳力的同時，必須對方向進(jìn)行控制。</p><p>　　根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同懸架種類又可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架。非獨(dú)立懸架其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小。若采用

24、鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。獨(dú)立懸架是兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便

25、于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p>　　1.4 ADAMS簡介</p><p>　　ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)軟件，是美

26、國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件，該軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫，約束庫，力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移，速度，加速度和反作用力曲線。它的仿真可用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能，運(yùn)動范圍，碰撞檢測，峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。

27、 </p><p>　　根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計(jì)資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額。</p><p>　　ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣

28、機(jī)分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。</p><p>　　ADAMS/View是一個強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，它可以建模、仿真并優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)模型，ADAMS/View可快速對多個設(shè)計(jì)變量進(jìn)行分析直到獲得最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。在ADAMS/View中創(chuàng)建模型的步驟與通常創(chuàng)建

29、物理模型的步驟是相同的。盡管列出的創(chuàng)建模型的步驟似乎是一次創(chuàng)建模型成功，然后再對模型進(jìn)行測試并優(yōu)化，但建議在創(chuàng)建整個模型之前先建立并測試模型的小的元件，把他們聯(lián)系在一起，然后運(yùn)行簡單的仿真以測試它們的運(yùn)動，確保它們運(yùn)動正確。一旦模型正確，再在其上添加更復(fù)雜的模型。</p><p>　　ADAMS/View采用簡單的分層方式完成建模工作。采用Parasolid內(nèi)核進(jìn)行實(shí)體建模，并提供了豐富的零件幾何圖形庫、約束庫和

30、力/力矩庫，并且支持布爾運(yùn)算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù)。除此之外，還提供了豐富的位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、力/力矩函數(shù)、合力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)元函數(shù)、若干用戶子程序函數(shù)以及常量和變量等。 　　 </p><p>　　自9.0版后，ADAMS/View采用用戶熟悉的Motif界面(UNIX系統(tǒng))和Windows界面(NT系統(tǒng))，從而大大提高了快速建模能力。在AD

31、AMS/View中，用戶利用TABLE EDITOR，可像用EXCEL一樣方便地編輯模型數(shù)據(jù)，同時還提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包。DS(設(shè)計(jì)研究)、DOE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))及OPTIMIZE(優(yōu)化)功能可使用戶方便地進(jìn)行優(yōu)化工作。ADAMS/View有自己的高級編程語言，支持命令行輸入和C++語言，有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標(biāo)、菜單和對話框創(chuàng)建和修改工具包，而且具有在線幫助功能。ADAMS/Vie

32、w新版采用了改進(jìn)的動畫/曲線圖窗口，能夠在同一窗口內(nèi)可以同步顯示模型的動畫和曲線圖；具有豐富的二維碰撞副，用戶可以對具有摩擦的二維點(diǎn)－曲線、圓－曲線、平面－曲線，以及曲線－曲線、實(shí)體－實(shí)體等碰撞副自動定義接觸力；具有實(shí)用的Parasolid輸入/輸出功能，可以輸入CAD中生成的Parasolid文件，也可以把單個構(gòu)件、或整個模型、或在某一指定的仿真時刻的模型輸出到一個Parasolid文件中；具有新型數(shù)據(jù)庫圖形</p>&

33、lt;p>　　1.5 本文研究的內(nèi)容</p><p>　　本文利用ADAMS/View軟件創(chuàng)建汽車的雙橫臂式前獨(dú)立懸架模型 （FRONT_SUSP.bin）懸架模型的主銷長度為330mm，主銷內(nèi)傾角為10度，主銷后傾角為2.5度，上橫臂長350mm，上橫臂在汽車橫向平面的傾角為11度，上橫臂軸水平斜置角為-5度，下橫臂長500mm,下橫臂在汽車橫向平面的傾角為9.5度，下橫臂水平斜置角為10度，車輪前束角

34、為0.2度。通過添加驅(qū)動觀察懸架模型的運(yùn)動仿真情況，對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)最壞的影響參數(shù)，然后進(jìn)一步將此參數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。得到一組最優(yōu)值，達(dá)到優(yōu)化前懸架的目的。</p><p>　　2 創(chuàng)建前懸架模型</p><p>　　2.1 創(chuàng)建新模型</p><p>　　打開ADAMS/View,創(chuàng)建新模型名稱為FRONT_SUSP，建立八個設(shè)計(jì)點(diǎn)，他們的名

35、稱和位置見圖2.1。</p><p>　　圖2.1 設(shè)計(jì)點(diǎn)的位置</p><p>　　八個關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置完成后，利用ADAMS/View中零件庫的各種命令（如圖2.2）進(jìn)行創(chuàng)建主銷（半徑為20）、創(chuàng)建上橫臂（半徑為20）、創(chuàng)建下橫臂（半徑為20）、創(chuàng)建拉臂（半徑為15）、創(chuàng)建轉(zhuǎn)向拉桿（半徑為15）、創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)（半徑為20）、創(chuàng)建車輪（半徑為375、長度為215）、創(chuàng)建測試平臺以及創(chuàng)建彈簧。其中

36、彈簧的剛度為129.8阻尼為6000。最后的模型如圖2.3所示。</p><p><b>　　圖2.2 軟件命令</b></p><p>　　圖2.3 創(chuàng)建完的懸架模型</p><p><b>　　2.2 添加約束</b></p><p>　　點(diǎn)擊ADAMS/View中約束庫的約束副命令，分別在正

37、確位置創(chuàng)建球副、創(chuàng)建固定副、創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副、創(chuàng)建移動副以及點(diǎn)-面約束副。</p><p>　　創(chuàng)建球副：選擇上橫臂和主銷為參考物體，選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer”為球副的位置點(diǎn)，創(chuàng)建上橫臂和主銷之間的約束副。選擇下橫臂和主銷為參考物體，選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_outer”為球副的位置點(diǎn)，創(chuàng)建下橫臂和主銷之間的約束副。選擇轉(zhuǎn)向拉桿和拉臂為參考物體，選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)“tie_rod_outer”為球副的位置點(diǎn)，創(chuàng)建轉(zhuǎn)向拉桿和拉臂

38、之間的約束副。選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)“tie_rod_inner” 為球副的位置點(diǎn)，創(chuàng)建轉(zhuǎn)向拉桿和大地之間的約束副。如圖2.4所示。</p><p>　　創(chuàng)建固定副：選擇拉臂和主銷為參考物體，選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)建拉臂和主銷之間的約束副。選擇轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷為參考物體，選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷之間的約束副。選擇車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)為參考物體，選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)

39、“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)建車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)之間的約束副。如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.4 設(shè)置球副 圖2.5 設(shè)置固定副</p><p>　　其它約束副的做法類似，其中旋轉(zhuǎn)副的選項(xiàng)以及修改對話框如圖2.5、2.6、2.7所示。最后保存前懸架模型。</p><p>　　圖2.6 設(shè)置旋轉(zhuǎn)

40、副 圖2.7 修改旋轉(zhuǎn)副對話框</p><p>　　圖2.8 移動目標(biāo)對話框</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章在ADAMS/View環(huán)境下給定了設(shè)計(jì)點(diǎn)并且建立汽車的前懸架模型，并對模型添加了相應(yīng)的約束，為下一章汽車前懸架模型的運(yùn)動學(xué)分析打下基礎(chǔ)。<

41、;/p><p>　　3 前懸架模型的運(yùn)動學(xué)分析</p><p><b>　　3.1 添加驅(qū)動</b></p><p>　　點(diǎn)擊ADAMS/View中驅(qū)動庫的直線驅(qū)動，選擇測試平臺和大地的移動副約束，創(chuàng)建直線驅(qū)動。修改直線驅(qū)動的函數(shù)表達(dá)式為100*sin(360d*time)如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 添

42、加驅(qū)動對話框</p><p>　　函數(shù)表達(dá)式為100*sin(360d*time)表示車輪的上跳和下跳行程均為100mm。</p><p>　　3.2 測量主銷內(nèi)傾角</p><p>　　編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)表達(dá)式為ATAN(DX(MARKER_2, MARKER_4)/DY(MARKER_2, MARKER_4))。如圖3.2、3.3和3.4所示。</p&g

43、t;<p>　　圖3.2 使用助理功能</p><p>　　圖3.3 測量兩點(diǎn)在X軸方向的距離</p><p>　　圖3.4 函數(shù)編輯器 </p><p>　　同時系統(tǒng)生成主銷內(nèi)傾角變化的測量曲線，設(shè)置終止時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真，主銷內(nèi)傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 主銷內(nèi)

44、傾角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　當(dāng)車輪在最下端時，主銷內(nèi)傾角為10.25度，隨著向上到-25mm位移處跳動逐漸減小，然后跳動至100mm過程中逐漸增大至11.7度。主銷內(nèi)傾角在其允許范圍內(nèi)，變化量為1.45度，可以接受。</p><p>　　主銷內(nèi)傾角使得主銷軸線與路面交點(diǎn)到車輪中心平面與地面交線的距離減小，從而減小轉(zhuǎn)向時駕駛員加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時也可減少

45、從轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內(nèi)傾角也不宜過大，否則加速了輪胎的磨損。</p><p>　　3.3 測量主銷后傾角</p><p>　　點(diǎn)擊ADAMS/View創(chuàng)建新的測量函數(shù)。編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)表達(dá)式為ATAN(DZ(MARKER_2, MARKER_4)/DY(MARKER_2, MARKER_4))。如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 函數(shù)編

46、輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成主銷后傾角變化的測量曲線，設(shè)置終止時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真， 主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時主銷后傾角為2.54度，隨著向上到-25mm處稍微降低，

47、然后向上跳動至100mm處逐漸增大至2.55度。主銷后傾角變化范圍為2.54度到2.55度，變化量很小，在其正常范圍內(nèi)?？梢越邮?。</p><p>　　主銷后傾是四輪定位中的一個項(xiàng)目，是設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向橋時使主銷與車軸縱向平面內(nèi)有一個向后的傾角，即主銷軸線與地面的垂線之間的夾角。作用是使車輪自動回正，提高轉(zhuǎn)向操縱的穩(wěn)定性。其一般不超過2度到4度。</p><p>　　3.4 測量前輪外傾角&l

48、t;/p><p>　　點(diǎn)擊ADAMS/View創(chuàng)建新的測量函數(shù)。編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)表達(dá)式為ATAN(DY(MARKER_4, MARKER_2)/DX(MARKER_4, MARKER_2))。如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 函數(shù)編輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成前輪外傾角變化的測量曲線，設(shè)置終止時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真， 前輪外傾角隨

49、車輪的跳動的變化曲線如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時前輪外傾角為-1.0度，隨著向上到-25mm處逐漸增大至-0.75度，然后向上跳動至100mm處逐漸降低至-2.4度。前輪外傾角變化范圍為-0.75度到-2.4度，變化量為1.65度，在其正常范圍內(nèi)。可以

50、接受。</p><p>　　前輪外傾角是指前輪所在平面不是完全與地面垂直的，而是與地面有一個向外的傾斜角，當(dāng)在比較平坦的路面上行進(jìn)時，汽車方向會有一定誤差的偏離，在一定等到誤差范圍內(nèi)，前輪能夠自己回到中間向前的方向的位置，這樣，即使路面稍有一點(diǎn)不平也沒關(guān)系，汽車的行進(jìn)方向都會基本不變。</p><p>　　3.5 測量前輪前束角</p><p>　　點(diǎn)擊ADAMS/

51、View中，選擇build>measure>function>new,創(chuàng)建新的測量函數(shù)。函數(shù)名稱toe_angle。編輯前輪前束角的函數(shù)表達(dá)式為ATAN(DZ(MARKER_4, MARKER_2)/DX(MARKER_4, MARKER_2))。如圖3.10所示</p><p>　　圖3.10 函數(shù)編輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成前輪前束角變化的測量曲線，設(shè)置終

52、止時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真，前輪前束角的變化曲線如圖3.11所示。</p><p>　　圖3.11 前輪前束角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時前輪前束角為-0.2度，隨著向上到-50mm處逐漸增大至0.5度，然后向上跳動至100mm處逐漸降低至-1.25度。前輪前束角變化范圍為0.5度到-1.25度，變

53、化量為0.75度，在其正常范圍</p><p><b>　　內(nèi)，可以接受。</b></p><p>　　前輪外傾有使前輪向外轉(zhuǎn)向的趨勢，前輪前束有使車輪向內(nèi)轉(zhuǎn)向的趨勢，可以抵消因前輪外傾帶來的不利影響，使車輪直線滾動而無橫向滑拖的現(xiàn)象，減少輪胎磨損。懸架系統(tǒng)鉸接點(diǎn)的變形，也使前輪有向外轉(zhuǎn)向的趨勢，也要靠前輪前束來補(bǔ)償。可以提高車輛操控性和輪胎壽命。一般前束值為0~12

54、mm。</p><p>　　3.6 測量車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量</p><p>　　先在車輪上建一個marker點(diǎn)，為marker46（-150，-270，0）然后在大地上建marker47（-150，-270，0）。</p><p>　　點(diǎn)擊ADAMS/View中，選擇build>measure>function>new,創(chuàng)建新的測量函數(shù)。函數(shù)名

55、稱sideways_displacement。編輯車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量的函數(shù)表達(dá)式為DX(MARKER_46, MARKER_47)。如圖3.12所示</p><p>　　圖3.12函數(shù)編輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量的測量曲線，設(shè)置終止時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真，車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.13所示。</p>

56、<p>　　圖3.13 車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時側(cè)向滑移量為-5mm，然后向上跳動至100mm處逐漸增大至38mm。其變化量為43mm，非常的大，不在正常范圍內(nèi)，不但對輪胎壽命嚴(yán)重的影響，也使操縱性和穩(wěn)定性大大的減弱，對汽車的影響也會很大，從汽車的穩(wěn)定性、舒適性、平順性、以及輪胎磨損等各個角度考慮

57、，這么大的車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量都是不能夠允許的。因此本課題將車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。</p><p><b>　　3.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對汽車的前懸架模型進(jìn)行了仿真測試，通過對各測量曲線的分析比較，發(fā)現(xiàn)車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量變化太大，這么的的車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量不僅會使車輛的操縱穩(wěn)定性受到影響，使車輛偏離原來的行駛軌

58、跡，同時還會使輪胎的磨損加快。因此，我們將如何減小輪胎接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)。為下一章細(xì)化車輪模型提出理論依據(jù)。 </p><p>　　4 細(xì)化前懸架模型</p><p>　　4.1 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量</p><p>　　ADAMS參數(shù)化設(shè)計(jì)的過程就是使用設(shè)計(jì)變量的過程，用設(shè)計(jì)變量的值來代替設(shè)計(jì)參數(shù)的值。系統(tǒng)通過不斷修改設(shè)計(jì)變量的值，來使目標(biāo)函數(shù)的值不斷

59、的進(jìn)行優(yōu)化，最終達(dá)到最優(yōu)值。</p><p>　　結(jié)合此懸架模型以及上述優(yōu)化分析的理論基礎(chǔ)，先要建立設(shè)計(jì)變量，創(chuàng)建的設(shè)計(jì)變量如</p><p><b>　　表4-1所示。</b></p><p>　　表4-1 創(chuàng)建的設(shè)計(jì)變量</p><p>　　圖4.1 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量對話框</p><p>　　4

60、.2 將設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)化</p><p>　　由于系統(tǒng)需要不斷的修改模型的幾何參數(shù)來尋找最佳值，因此首先需要把設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)化，設(shè)計(jì)點(diǎn)的初始位置見前面的表4-1所示。將設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)化的方法是在點(diǎn)編輯器中將設(shè)計(jì)點(diǎn)的坐標(biāo)用包含設(shè)計(jì)變量的表達(dá)式來表達(dá)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.grou

61、nd.LCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_1*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*sin(.FRONT_SUSP.DV_2))。如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 函數(shù)編輯器</p><p>　　同樣的道理,在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer“的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground

62、.LCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_1*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*cos(.FRONT_SUSP.DV_2))</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z+.FRONT_SUSP.DV_1*sin(.FRONT_SUSP.

63、DV_3))</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_4*cos(.FRONT_SUSP.DV_6)*cos(.FRONT_SUSP.DV_5))</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner“的Y坐標(biāo)欄中

64、輸入表達(dá)式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_4*cos(.FRONT_SUSP.DV_6)*sin(.FRONT_SUSP.DV_5))</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.U

65、CA_outer.loc_z+.FRONT_SUSP.DV_4*sin(.FRONT_SUSP.DV_6))</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_7*cos(.FRONT_SUSP.DV_9)*cos(.FRONT_SUSP.DV_

66、8)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_7*cos(.FRONT_SUSP.DV_9)*sin(.FRONT_SUSP.DV_8)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：

67、</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z-.FRONT_SUSP.DV_7*sin(.FRONT_SUSP.DV_9)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+109*cos(.FRO

68、NT_SUSP.DV_3)*sin(.FRONT_SUSP.DV_2)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+109*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*cos(.FRONT_SUSP.DV_2)</p><p>　　在設(shè)

69、計(jì)點(diǎn)“knuckle _inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z+109*sin(.FRONT_SUSP.DV_3)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _ outer “的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_

70、inner.loc_x-254*cos(0.2d)*cos(1d)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _ outer “的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_y-254*cos(0.2d)*sin(1d)</p><p>　　在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _ outer “的Z

71、坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_z-254*sin(0.2d)</p><p>　　完成以上的函數(shù)輸入后，按列表編輯器的“OK“，將設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)化。</p><p>　　4.3 將物體參數(shù)化</p><p>　　在修改圓柱體的對話窗口中，將圓柱體的長度設(shè)置

72、為變量“DV_1“。</p><p>　　同樣，將上橫臂的圓柱體長度設(shè)置為變量“DV_4“，將下橫臂的長度設(shè)置為“DV_7</p><p>　　將拉臂的圓柱體長度設(shè)置為：SQRT((.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_x-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_x)**2+(.FRONT_SUSP.ground.Knu

73、ckle_inner.loc_y-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_y)**2+(.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_z-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_z)**2)。如圖4.3所示。</p><p>　　通過以上步驟，對受設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)化影響的主銷、上橫臂、下橫臂和拉臂的長度進(jìn)行了參數(shù)化。<

74、/p><p>　　圖4.3 函數(shù)編輯器 </p><p>　　參數(shù)化幾何體是指將幾何體的參數(shù)用包含設(shè)計(jì)變量的表達(dá)式表達(dá)，這樣設(shè)計(jì)變量的改變就可以驅(qū)動幾何體尺寸特性的改變。</p><p><b>　　5 定制界面</b></p><p>　　為了方便修改前懸架的幾何參數(shù)，本章將在對話框中直接對懸架的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)

75、行設(shè)定，在優(yōu)化設(shè)計(jì)完成后可以根據(jù)實(shí)際需要對優(yōu)化仿真的結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，從而方便的確定最終的模型參數(shù)。</p><p>　　5.1 創(chuàng)建修改參數(shù)對話窗</p><p>　　同模型對象一樣ADAMS中大部分的窗口 、菜單或?qū)υ捒虻冉缑娑即鎯υ谀Ｐ偷臄?shù)據(jù)文件庫的子系統(tǒng)中。在本模型中將懸架的幾何參數(shù)化之后，可以通過創(chuàng)建對話框的方式，在對話框中直接對懸架的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，在優(yōu)化設(shè)計(jì)完成后可以根據(jù)實(shí)

76、際需要對優(yōu)化仿真的結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，從而方便的確定最終的模型參數(shù)。 </p><p>　　整個創(chuàng)建過程如圖5.1創(chuàng)建新對話窗窗口、5.2修改滑動條的大小和位置、5.3輸入滑動條的取值及其范圍、5.4輸入命令以及5.5(5.6、5.7)新建的對話窗。</p><p>　　圖5.1 創(chuàng)建新對話窗窗口</p><p>　　圖5.2 修改滑動條大小和位置</p>

77、<p>　　圖5.3 輸入滑動條的取值及其范圍</p><p><b>　　圖5.4 輸入命令</b></p><p>　　創(chuàng)建好的修改主銷參數(shù)對話窗如圖6.5所示。</p><p>　　圖5.5 修改主銷參數(shù)對話窗</p><p>　　圖5.6 修改上橫臂參數(shù)對話窗</p><p>　

78、　圖5.7 修改下橫臂參數(shù)對話窗</p><p><b>　　5.2 修改菜單欄</b></p><p>　　在“menu1 help”前面加入下列命令如圖5.8所示.</p><p>　　圖5.8編輯菜單命令</p><p>　　輸入圖中命令后就可以打開它們對應(yīng)的對話窗，以修改懸架的幾何參數(shù)。</p>&

79、lt;p><b>　　5.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　在本模型中將懸架的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)化之后，通過創(chuàng)建對話框的方式，在對話框中直接對懸架的幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。方便了懸架的調(diào)在優(yōu)化設(shè)計(jì)完成根據(jù)實(shí)際需要對優(yōu)化仿真的結(jié)果進(jìn)行微調(diào)，從而方便的確定最終的模型參數(shù)。</p><p>　　6 優(yōu)化前懸架模型</p><p>　　6.1 定義

80、目標(biāo)函數(shù)</p><p>　　在模型中，由于我們是要盡量減小輪胎接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量，因此選定目標(biāo)函數(shù)的時候，我們選擇車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量值的絕對值作為分析目標(biāo)，系統(tǒng)將對此目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，找到最優(yōu)值。</p><p>　　目標(biāo)函數(shù)的定義方法與其他測量函數(shù)的定義方法一樣，目標(biāo)函數(shù)通過以下表達(dá)式來定義：ABS(.FRONT_SUSP.sideways_displacement) 系統(tǒng)生成目標(biāo)

81、函數(shù)“object_fun”的曲線窗口，點(diǎn)擊仿真按鈕，可以看到目標(biāo)函數(shù)的值始終為正數(shù)。如圖6.1所示。</p><p>　　圖6.１ 目標(biāo)函數(shù)曲線</p><p><b>　　6.2 優(yōu)化模型</b></p><p>　　在開始優(yōu)化模型之前，還需要對優(yōu)化選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)是要將上述目標(biāo)函數(shù)的最大值盡量減小，然后通過對前面定義的DV_4

82、 、DV_５、DV_７、DV_８不斷的進(jìn)行修改，然后計(jì)算此目標(biāo)函數(shù)，使其達(dá)到最優(yōu)。優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量為 “.FRONT_SUSP.DV_4、.FRONT_SUSP.DV_5、.FRONT_SUSP.DV_7</p><p>　　、.FRONT_SUSP.DV_8”優(yōu)化的目標(biāo)為目標(biāo)的最小值，選擇和輸入選項(xiàng)如圖6.2所示。</p><p>　　圖6.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)變量對話窗</p>&

83、lt;p>　　6.3 察看優(yōu)化結(jié)果</p><p>　　優(yōu)化完成后系統(tǒng)彈出顯示優(yōu)化結(jié)果的信息窗口，如圖6.3所示。</p><p><b>　　圖6.3 信息窗口</b></p><p>　　由優(yōu)化結(jié)果可以看出：原來上橫臂長度（346mm）、上橫臂在汽車橫向平面的傾角（11度）、下橫臂長度（500mm）、下橫臂在汽車橫向平面的傾角（9.5

84、度）的值最終優(yōu)化為341.02mm（-1.44%）、11.814度(+7.4%)、502.32mm（+0.46%）和6.0553度（-36.3%）。車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量由初始的19.6152mm下降為4.6763mm（-76.2%），大大地降低了輪胎的磨損情況。</p><p>　　系統(tǒng)總共進(jìn)行了5次迭代，每次迭代后，目標(biāo)函數(shù)的變化情況可以從圖6.4曲線中直觀的反映出來。</p><p>

85、;　　圖6.4 目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化結(jié)果</p><p>　　另外還可以看到優(yōu)化以后的主銷內(nèi)傾角的變化曲線如圖6.5所示。</p><p>　　圖6.5 優(yōu)化后的主銷內(nèi)傾角變化曲線</p><p>　　主銷內(nèi)傾角的變化范圍為9.2度到14.3度，變化量為5.1度，變化范圍有所增大，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的主銷后

86、傾角的變化曲線如圖6.6所示。 </p><p>　　圖6.6 優(yōu)化后的主銷后傾角變化曲線</p><p>　　主銷后傾角的變化范圍為3.85度到5.65度，變化量為1.8度，變化范圍有所減小，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的前輪外傾角的變化曲線如圖6.7所示。</p><p>　　圖6.7 優(yōu)化后的前輪外傾角

87、變化曲線</p><p>　　前輪外傾角的變化范圍為-3.15度到2.2度，變化量為5.35度，變化范圍有所增大，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的前輪前束角的變化曲線如圖6.8所示。</p><p>　　圖6.8 優(yōu)化后的前輪前束角變化曲線</p><p>　　前輪前束角的變化范圍為-1.3度到0.5度，變化量為

88、1.8度，變化范圍有所增大，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量的變化曲線如圖6.9所示。</p><p>　　圖6.9 優(yōu)化后的車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量的變化曲線</p><p>　　車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量的變化范圍為0mm到4.68mm，變化量為4.68mm，變化范圍大大的減小，提高了汽車的舒適性、平順性、穩(wěn)定性以及

89、提高了輪胎的使用壽命。</p><p><b>　　6.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章建立了目標(biāo)函數(shù)，“object_fun”，并對函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，最后生產(chǎn)曲線，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的前后對比，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后車輪的接地點(diǎn)側(cè)向滑移量大大的減小，有效的提高了汽車穩(wěn)定性、平順性、舒適性以及防止了輪胎的磨損。</p><p><b>　

90、　本文總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)通過給定設(shè)計(jì)點(diǎn)創(chuàng)建前懸架模型、測試前懸架模型、細(xì)化前懸架模型、優(yōu)化前懸架模型、定制界面等一系列過程，先得到一組測量曲線，通過分析比較這些曲線的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量變化范圍很大，嚴(yán)重了影響了汽車的穩(wěn)定性、平順性、舒適性和車輪的輪胎使用壽命，所以把目標(biāo)函數(shù)設(shè)定為車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量，針對車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，設(shè)計(jì)變量為DV_4、

91、DV_5、DV_7、DV_8。在后處理模塊中將目標(biāo)函數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化得到使車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量最小的一組數(shù)據(jù)。結(jié)果上橫臂長度、上橫臂在汽車橫向平面的傾角、下橫臂長度、下橫臂在汽車橫向平面的傾角的值最終優(yōu)化為341.02mm、11.814度、502.32mm和6.0553度。車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量由初始的19.6152mm下降為4.6763mm，車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量大大降低，減小了車輪的磨損，更好的保護(hù)了汽車，提高了汽車的乘坐舒適性、穩(wěn)定

92、性，可靠性。為汽車懸架的運(yùn)動學(xué)分析提供了有利的幫助。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過近半年的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲，其中的辛苦和付出很多，中間碰到過許多難題，但是有老師、同學(xué)、朋友在身邊的鼓勵和幫助，使我滿懷感激與動力，真難以想象沒有你們的支持怎樣完成，在此感謝你們的幫助。</p><p>　　首

93、先我要感謝的就是我的指導(dǎo)教師梁繼輝老師，從論文的選題到最后的定稿，多次詢問我的進(jìn)度和問題，并給我悉心的指導(dǎo)與幫助，幫我開拓研究思路，在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，對我要求很嚴(yán)格，并且時刻監(jiān)督我，讓我沒有松懈的心態(tài)，對我有很大的幫助。梁老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，誨人不倦的精神，一絲不茍的作風(fēng)不僅授我以文，也教我做人，這四年中對梁老師充滿了感激之情。</p><p>　　第二感謝我的大學(xué)老師，你們把知識毫無保留的奉獻(xiàn)給我們，為我們

94、的專業(yè)打下良好的基礎(chǔ)，讓我們在以后的工作中受益匪淺。</p><p>　　第三我要感謝一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們，大家在一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時候，遇到問題一起討論，人多力量大，問題就會迎刃而解。緊張之余也緩解了心態(tài)，氣氛也很融洽。</p><p>　　最后感謝的就是答辯組的老師，在期中檢查時給我提供的建議，對我以后程序的完善有很大的幫助。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成對

95、我的意義很重大，影響深遠(yuǎn)。是一次能力的培養(yǎng)，知識的擴(kuò)展，思維的開拓。為以后的工作和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】 陳家瑞. 汽車構(gòu)造. 第三版. 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　【2】 余志生. 汽車?yán)碚? 第三版. 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　

96、【3】 王望予. 汽車設(shè)計(jì). 第三版. 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　【4】 李軍. 邢俊文. 譚文杰. ADAMS實(shí)例教程. 北京理工大學(xué)出版社. 2002</p><p>　　【5】 劉惟信. 汽車設(shè)計(jì). 清華大學(xué)出版社</p><p>　　【6】 鞏云鵬. 田萬祿. 張祖立. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 東北大學(xué)出版社</p><p>　

97、　【7】 孫志禮. 冷興聚. 魏延剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 東北大學(xué)出版社</p><p>　　【8】 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室. 汽車設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　【9】 汽車工程手冊. 人民交通出版社</p><p>　　【11】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/View Documentation&l

98、t;/p><p>　　【12】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/Car Documentation</p><p>　　【13】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/Solver Documentation</p><p><b>　　附錄A 漢語原文

99、</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要研究輕型汽車前獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)分析方法以及輪胎磨損與懸架運(yùn)動、前輪定位參數(shù)的關(guān)系。</p><p>　　首先對雙橫臂獨(dú)立懸架的各主要組成部件如減振器的選型設(shè)計(jì)、橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)校核、扭桿彈簧設(shè)計(jì)以及對雙橫臂式和麥弗遜式獨(dú)立懸架的運(yùn)動進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)

100、的計(jì)算方法，編制了一套具有一定實(shí)用價值的前獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)分析軟件。并且采用前輪定位儀，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。</p><p>　　論文對雙橫臂獨(dú)立懸架參數(shù)提出以減小輪胎磨損為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。提出了通過優(yōu)選、調(diào)整懸架初始位置狀態(tài)，以及優(yōu)化確定轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點(diǎn)位置的方法，來減小輪胎磨損。同時采用正交實(shí)驗(yàn)的方法分析了雙橫臂獨(dú)立懸架各結(jié)構(gòu)參數(shù)和安裝參數(shù)對懸架性能和輪胎磨損的影響，確定出最大的影響因素及次要因素。<

101、/p><p>　　然后從輪胎模型入手分析前輪定位參數(shù)同輪胎磨損的關(guān)系。以輪胎磨損能量作為評價指標(biāo)，選取刷子輪胎模型，對輪胎在穩(wěn)態(tài)縱滑狀態(tài)下、穩(wěn)態(tài)縱滑側(cè)偏狀態(tài)下和邊界條件下的輪胎磨損進(jìn)行了分析研究，確定了量化模型。并以輪胎側(cè)偏角為中間變量，建立了前輪定位參數(shù)同輪胎磨損之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算。從而可對懸架進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減小對輪胎磨損的影響，提高車輛的行駛性能和使用經(jīng)濟(jì)性。</p>

102、<p>　　關(guān)鍵詞：汽車；獨(dú)立懸架；輪胎磨損；定位參數(shù) </p><p><b>　　懸架系統(tǒng)原理</b></p><p>　　懸架系統(tǒng)雖不是汽車運(yùn)行不可或缺的部件，但有了它人們可以獲得更佳的駕駛感受。簡單的說，它是車身與路面之見的橋梁。懸架的行程涉及到懸浮于車輪之上的車架，傳動系的相對位置。就像橫跨于舊金山海灣之上的金門大橋，它連接了海灣兩側(cè)。去掉汽車上

103、的懸架就像是你做一次冷水潛泳通過海灣一樣，你可以平安的渡過整個秋天，但會疼痛會持續(xù)幾周之久。想想滑板吧！它直接接觸路面你可以感受到每一塊磚，裂隙及其撞擊。這簡直就是一種令人全身都為之震顫的體驗(yàn)。當(dāng)輪子滑過路面時，就會在此產(chǎn)生震動，沖擊，這種震動的旅程時對你的身體和勇氣的檢驗(yàn)。如果你沒感到隨時都有被掀翻之勢，那么你或許會樂在其中吧！這就是你會在沒有懸架的汽車上將會體驗(yàn)到的。汽車的懸架分為兩種基本類型：整體和獨(dú)立懸架。</p>

104、<p>　　整體懸架（也叫剛性梁，剛性軸）是聯(lián)接車輛上下兩部分的一種主要形式。正如其名，它是用一根金屬材料——軸，來連接兩側(cè)車輪的。鋼板彈簧在車架之下；在兩半軸中間裝有差速器，允許兩側(cè)的輪子以不同的角速度旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　整體式懸架的車輛在行進(jìn)中，由于兩側(cè)的車輪共用一根周因此，當(dāng)某一側(cè)車輪跳動時另一側(cè)也會隨之運(yùn)動。它們的反饋結(jié)果就像是一個整體?？梢韵胂竦牡?，這不可能有舒適的駕駛體驗(yàn)的。<

105、;/p><p>　　雖然可以借助于彈簧來衰減猛烈的震動，但仍然存在較強(qiáng)的震動。那么，既然如此為什么還要用這種懸架呢？第一，它很堅(jiān)固，由于采用了一體化的結(jié)構(gòu)，固定軸式懸架系統(tǒng)具有著其他方式懸架不可替代的承載能力。它們經(jīng)常應(yīng)用于行駛于較差路況的車輛。你可以在卡車和重載車輛上見到它。</p><p>　　一種由固定軸式懸架變形系統(tǒng)叫做TIB懸架系統(tǒng)（或叫半固定軸式）。在這種結(jié)構(gòu)中，有兩根剛性軸而非一

106、根。這種設(shè)計(jì)可兼得較大的剛性和較好的韌性，通常用于輕卡的前懸。</p><p>　　另外一種基本結(jié)構(gòu)是叫做獨(dú)立懸架的系統(tǒng)。想它的名字一樣，它是由兩個獨(dú)立存在的“橋”分別連接兩側(cè)的車輪。到目前為止，這種結(jié)構(gòu)可以提供最舒適的乘坐環(huán)境，多見于乘用車，小型貨車和其他的小型車輛。這是目前較為流行的一種懸架系統(tǒng)。如果你喜歡較軟的懸架，那么獨(dú)立懸架無疑是最佳選擇。除了軸，車輪，輪胎，今天的懸架系統(tǒng)使用的兩個重要部件是彈簧和減震

107、器，以增強(qiáng)車輛的安全和舒適性。</p><p><b>　　彈簧：</b></p><p>　　在一輛車上彈簧是懸架系統(tǒng)的主要部件。有集中不同的彈簧，比如扭桿彈簧，但幾乎所有的車輛都采用螺旋彈簧來構(gòu)成四輪獨(dú)立懸架系統(tǒng)。許多卡車也用螺旋彈簧，而重載卡車則使用 彈簧安裝于其后懸。</p><p>　　彈簧可以減緩和儲存來自路面的振動，沖擊等能量。

108、它通過壓縮和伸展來衰減振動。當(dāng)一輛車子的某一個輪子遇到一個凸起而向上跳動時，彈簧就會衰減額外的能量。以此來保證能量傳遞的連貫性，在此過程中確保車輪始終與路面保持接觸。</p><p>　　彈簧壓縮或伸展量的大小是由“彈簧剛度”決定的。彈簧剛度以每英寸的變形量是由多少載荷所引起來表示的。比如,1 inch/pound,所以200磅的負(fù)荷可以產(chǎn)生2 inch的變形量。彈簧變形量是由很多的因素決定的。對于螺旋彈簧而言，

109、包括有效圈數(shù)，彈簧中徑，彈簧鋼絲直徑。有效圈數(shù)越少，剛度越小。</p><p>　　彈簧的設(shè)計(jì)影響到車輛的舒適性與操縱穩(wěn)定性。由于彈簧衰減了大部分的能量，因而可以提供較好的駕駛環(huán)境。畢竟它可以衰減由于路面產(chǎn)生的能量。但總會有工程交換的。這種彈簧會使車輛的重心較高，從而在輪子跳動時導(dǎo)致不穩(wěn)定工況。這種工況的產(chǎn)生是由于彈簧的壓縮和伸展的量不同而引起的。車身的“翻滾”大都發(fā)生在懸架之上。這種“翻滾”叫做載荷轉(zhuǎn)移，是由于

110、某一車輪跳動是汽車的重心偏移的離心力所引起的。載荷轉(zhuǎn)移可能導(dǎo)致某一車輪承受較大的附加載荷，這將會產(chǎn)生有害的拖拽力，不利于操縱穩(wěn)定性。</p><p><b>　　減振器：</b></p><p>　　懸架的另外一個重要部件是減震器。減震器在懸架系統(tǒng)中扮演著衰減振動最后防線的角色，而這本是彈簧的職責(zé)。減振器可以衰減由于路面致使彈簧上下跳動而產(chǎn)生的振動的影響。人們不喜歡限