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ADAMS/car在悬架设计中的应用

发表时间: 2005-12-9 作者: 朱天军,郑红艳,孙振军

关键字: adams 

在ADAMS/CAR中建立麦弗逊悬架的三维模型,分析悬架参数在汽车行驶中的变化。依据ADAMS/insight,对ADAMS/car建立的模型进行悬架系统的优化求解,得到悬架系统的优化解。

    悬架是汽车的主要总成之一,其对操纵稳定性和平顺性的影响至关重要。麦弗逊悬架的诸多优点,使得该种悬架广泛应用于轿车、轻型车等的前悬架。设计时导向机构在车轮的上下跳动过程中,应不使主销的定位参数变化过大,车轮与导向机构应运动协调。转向机构组成的系统是空间杆机构,当转向梯形断开点位置选择不当时,会造成横拉杆与悬架导向机构运动不协调,汽车行驶时会出现前轮摆振现象,破坏操纵稳定性,加剧轮胎磨损。传统设计一般采用经验设计、数学推导法以及几何作图等方法,虽然可以满足设计要求,但精度和效率不高。传统的方法已经很难满足日益加速的设计需求,为缩短开发周期、降低开发成本,有必要采用新的设计方法。ADAMS/CAR模块内有悬架运动学动力学分析的专门模板,可以方便地建立各种结构形式的悬架,迅速得出悬架的多达三十多种参数的性能曲线。模型全部采用数字化设计,可方便地对设计参数进行修改和调整以发现其对各种性能参数的影响,优化设计目标,最终为企业提供产品开发的解决方案。

    1 悬架分析参数
    悬架系统中各关键点的坐标由设计图纸查得,减震器、扭杆弹簧参数由试验得出,前轮定位参数由厂家提供。 (坐标系的规定:汽车纵向为 X 轴,后为正;汽车横向为 Y 轴,右为正;汽车垂向为 Z 轴,上为正)

    2 仿真模型的建立和验证

    2.1通过对某型 SUV 车进行硬点坐标测量以及悬架弹性件测试,将所得到前悬架的硬点参数及弹性件参数输入MSC.ADAMS/Car 中,建立该车前悬架的仿真模型。如图1


 图1  麦弗逊式独立悬架

    2.2建成悬架模型后,将悬架模型与测试平台装配,然后对悬架模型进行上下跳动量为-125~100mm的左右轮平行跳动工况仿真。


 图2平行跳动工况设置图

    点击apply后,悬架进行平行跳动工况,仿真步长为100步。

    2.3调用 MSC.ADAMS/Solver 进行解算后,系统能输出几十种有关悬架性能的参数。
    前轮定位参数

    以下是该麦弗逊前悬架车轮定位参数仿真结果:

    2.3.1车轮外倾角(Camber Angle)


 图3车轮外倾角变化

    由上图可以看出,前悬架模型的车轮外倾角变化范围在 -3.2deg~0.75deg 之间。

    2.3.2  主销后倾角(Caster Angle)


图4主销后倾角变化

    由上图可以看出,前悬架模型的主销后倾角变化范围在 5.3deg~5.9deg 之间。

    2.3.3 主销内倾角(Kingpin Inclination Angle)


图5主销内倾角变化

    由上图可看出,主销内倾角变化范围在 8deg~13deg 之间。

    2.3.4  主销偏距(Scrub Radius)


 图6主销偏距变化

    由上图可看出,主销偏距变化范围在-6.2mm~ 0.6mm 左右。

    2.3.5  车轮前束角(Toe Angle)


 图7车轮前束角变化

    由上图可看出,车轮前束角变化范围在-1.9deg~ 7.8deg 左右。




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