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1、浙江XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(設(shè)計說明) 本科畢業(yè)設(shè)計設(shè)計說明題目:1.8MT轎車前懸架運動學(xué)仿真及設(shè)計學(xué) 院: 專 業(yè): 班 級: 學(xué) 號: 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)老師: 提交日期: 2011年 4 月 11 日初始說明:1.設(shè)計原始參數(shù):滿載質(zhì)量:1579kg,前軸荷:799kg ,后軸荷:780kg ,前輪距:1470 mm ,后輪距:1470mm,軸距:2610 mm,前懸架彈簧剛度:24.7N/mm,后懸架彈簧剛度16.56N/mm,輪胎型號205/50 R16。2. ADADS建模硬點數(shù)據(jù):初始:loc_xloc_yloc_zhpl_arm_front-200.0-400.0225.0hpl_a
2、rm_out0.0-700.0200.0hpl_arm_rear200.0-390.0240.0hpl_spring_lower0.0-650.0500.0hpl_strut_lower0.0-650.0450.0hpl_strut_upper0.0-600.0800.0hpl_tierod_inner200.0-400.0300.0hpl_tierod_outer150.0-690.03000.0hpl_wheel_center0.0-800.0300.0優(yōu)化后:loc_xloc_yloc_zhpl_arm_front-200.0-400.0205.0hpl_arm_out-30.0-700
3、.0180.0hpl_arm_rear200.0-390.0220.0hpl_spring_lower0.0-650.0500.0hpl_strut_lower0.0-650.0450.0hpl_strut_upper0.0-600.0800.0hpl_tierod_inner200.0-400.0287.0hpl_tierod_outer180.0-720.0270.0hpl_wheel_center0.0-800.0300.01、 基于ADMAS-CAR的麥弗遜式前懸架建模過程1.打開CAR建模器1. 1打開ADMAS-CAR的建模模式1.2新建懸掛模板macpherson:單擊File(
4、文件),New(新建)命令,填寫新建模板對話框。2. 創(chuàng)建模板部件2.1創(chuàng)建控制臂(下擺臂)采用硬點到一般部件,再到幾何外形的方式建立控制臂。這里約定選擇的材料類型為鋼材。2.2創(chuàng)建硬點單擊Build(創(chuàng)建),Hardpoint(硬點),New(新建) 在這里選擇所有的實體為左邊,ADMAS/CAR自動創(chuàng)建相對縱向中心線的對稱部件,縱向可以設(shè)置為任何軸線,它取決于如何設(shè)置環(huán)境變量,默認縱向中心線為X軸。同樣步驟設(shè)置控制臂前后硬點參數(shù)如下:arm_front (-150,-350,0)arm_rear (150,-350,0)全屏顯示模型,在主窗口可以看見全部6個硬點:2.3創(chuàng)建控制臂-一般部件
5、單擊Build(創(chuàng)建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.4創(chuàng)建控制臂幾何形體單擊Build(創(chuàng)建),Geometry(幾何體),Arm(三角臂),New(新建):2.5創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)由轉(zhuǎn)向節(jié)三角臂(wheel_carrier)和轉(zhuǎn)向節(jié)立柱(carrier_link)組成。2.6創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)使用的硬點單擊Build(創(chuàng)建),Hardpoint(硬點),New(新建):Wheel_center (0,-800,100)Strut_lower (0,-650,250)tierod_outer (150,-650,250)2.7創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)三角臂單擊Bu
6、ild(創(chuàng)建),Parts(部件),General Part(一般部件),Wizard(向?qū)В┟睿?.8創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)立柱幾何體單擊Build(創(chuàng)建),Geometry(幾何體),Link(系桿),New(新建)命令:2.9創(chuàng)建滑柱單擊Build(創(chuàng)建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.10創(chuàng)建減震器首先建立一個硬點定義減震器,然后按需要定義減震器屬性文件。2.11創(chuàng)建減震器上的硬點strut_upper (0,-600,600)2.12定義減震器單擊Build(創(chuàng)建),forces,Damper(減震器),New(新建)命令:2.13定義螺旋彈
7、簧2.14創(chuàng)建彈簧的下硬點spring_lower (0,-650,300)2.15創(chuàng)建懸掛主螺旋彈簧(main spring)單擊Build(創(chuàng)建),forces,Spring(彈簧),New(新建)命令:2.16創(chuàng)建橫拉桿tierod_inner (200,-350,250)2.17創(chuàng)建橫拉桿部件單擊Build(創(chuàng)建),Parts(部件),General Part(一般部件),Wizard(向?qū)В┟睿?.18創(chuàng)建前束和外傾角參數(shù)變量單擊Build,Suspension Parameters(懸架參數(shù)),Toe/Camber Values(前束/外傾參數(shù)),Set(設(shè)置):2.19創(chuàng)建輪轂
8、單擊Build(創(chuàng)建),Construction Frame(結(jié)構(gòu)框),New(新建):2.20創(chuàng)建輪轂部件單擊Build(創(chuàng)建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.21創(chuàng)建輪轂圓柱幾何體單擊Build(創(chuàng)建),Geometry(幾何體),Cylinder(圓柱體),New(新建)命令:3部件間連接3.1定義轉(zhuǎn)向節(jié)與滑柱之間的棱柱副3.2在轉(zhuǎn)向節(jié)與滑柱之間創(chuàng)建一個棱柱副單擊Build(創(chuàng)建),Attachments(連接),Joint(約束),New(新建)命令:3.3定義控制臂的連接3.4在控制臂的前硬點位置(hardpoint arm fro
9、nt)創(chuàng)建安裝件subframe_to_body。單擊Build(創(chuàng)建),Parts(部件),Mount(安裝件),New(新建)命令:3.5創(chuàng)建控制臂前軸套單擊Build(創(chuàng)建),Attachments(連接件),Bushing(軸套),New(新建):3.6創(chuàng)建控制臂后軸套3.7創(chuàng)建控制臂與安裝件連接的轉(zhuǎn)動副3.8創(chuàng)建控制臂與轉(zhuǎn)向節(jié)連接球形副(球頭)3.9定義滑柱的連接方式3.10定義一個安裝件strut_to_body3.11創(chuàng)建一個滑柱與安裝件連接的軸套3.12創(chuàng)建一個滑柱與安裝件連接的球形副3.13定義轉(zhuǎn)向節(jié)連接方式3.14定義橫拉桿與轉(zhuǎn)向節(jié)之間球形副(球頭)tierod_outer
10、3.15為萬向副創(chuàng)建一個安裝件tierod_to_steering3.16創(chuàng)建橫拉桿與安裝件tierod_to_steering3.17定義輪轂連接方式,定義一個鉸接副連接輪轂和轉(zhuǎn)向節(jié)3.18定義主銷線Build,Suspension Parameters(懸掛參數(shù)),Characteristic Array(特征數(shù)組),Set(設(shè)置):4.定義通訊器4.1單擊Build(創(chuàng)建),Communicator(通訊器),Info(信息)命令:4.2單擊Build(創(chuàng)建),Communicator(通訊器),Output(輸出),New(新建):4.3測試通訊器單擊Build(創(chuàng)建),Communi
11、cator(通訊器),Test(測試):5.創(chuàng)建懸架子系統(tǒng)單擊File(文件),New(新建),Subsystem(子系統(tǒng)):6.懸掛總裝配單擊File(文件),New(新建),Suspension Assembly(懸掛組合):7. 執(zhí)行仿真分析7.1定義載荷 這里設(shè)定彈簧軸向載荷為3870N,在彈簧屬性文件上查得自由長度為205.7mm,此時彈簧的長度為135mm。修改其安裝長度:在任意一個彈簧上單擊右鍵并選擇Modify(修改)。7.2設(shè)置運動分析模式單擊Adjust,Kinematic Toggle,設(shè)置Current Mode(當前模式)為Kinematic(運動學(xué))后單擊OK按鈕。
12、7.3執(zhí)行車輪同向激振仿真單擊Simulate,Suspension Analysis,Parallel Wheel Travel:7.4動畫顯示結(jié)果單擊Review,Animation Controls(動畫控制),Play(播放),觀察結(jié)果。7.5繪制結(jié)果圖啟動ADMAS/PostProcessor。單擊Plot(繪圖),Create Plots(創(chuàng)建繪圖)。調(diào)用標準繪圖配置文件:單擊File,Input,Plot Config File,如圖:ADMAS/Car自動繪制一系列基于繪圖配置文件的分析結(jié)果圖,可以使用繪圖頁瀏覽樹觀察各項仿真結(jié)果的繪圖:觀察結(jié)果圖后返回ADMAS/Car主窗口
13、。7.6執(zhí)行彈塑性運動仿真單擊Adjust(調(diào)整),Kinematic Toggle:7.7執(zhí)行彈塑性運動仿真單擊Simulate,Suspension Analysis,Parallel Wheel Travel:7.8繪制彈塑性運動分析圖將兩次仿真的結(jié)果繪制在同一頁面上以便比較:2、 ADMAS仿真分析與驗證1.前輪外傾角汽車在曲線行駛時,車身的側(cè)傾使得車輪的外傾角相對于地面向正的外傾角變化,從而降低了承載能力較高的外側(cè)車輪的側(cè)偏特性。所以常常將懸架設(shè)計為車輪向上跳動時,外傾角朝負值方向變化;車輪下落時,外傾角朝正值方向變化。理想的變化范圍是 - 2°/50 mm0.5°
14、;/50 mm。據(jù)下圖分析可知,此獨立懸架車輪外傾角在車輪上跳50mm時,外傾角變化大約-1.6°,下跳50mm時,變化大約0.4°,均在理想的變化范圍內(nèi)。2.車輪前束角前束對輪胎偏磨有一定影響,若前束角和外傾角配合恰當,輪胎滾動的偏斜方向會抵消。若前束過大或者過小,輪胎的偏磨還會增加,滾動阻力增加將導(dǎo)致車輛直線行駛性能下降。一般前束變化較理想的設(shè)計特性值為:前輪上跳時為0°/50 mm - 0.5°/50 mm 。前束變化范圍為 - 1.4°/50 mm 1.2°/50 mm ,不合理需優(yōu)化,具體曲線圖如圖所示之:3. 主銷后傾角主
15、銷后傾角對轉(zhuǎn)向時的車輪外傾變化影響較大,若主銷后傾角設(shè)計較大,則外傾轉(zhuǎn)向輪的外傾角會向負方向變化。其作用在于保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性,并力圖使轉(zhuǎn)彎后的前輪自動回正。后傾角越大車速越高,前輪穩(wěn)定效應(yīng)愈強,但后傾角不宜過大,一般要求2°3°。由圖可知在所建模型下,在車輪上下跳動50 mm,主銷后傾角變化范圍在 - 0.15° - 0.19°,變化量較小,變化趨勢基本符合要求,但后傾角的值偏小。4.主銷內(nèi)傾角當車輪跳動時,若主銷內(nèi)傾角變化較大,將會轉(zhuǎn)向沉重,加速輪胎磨損。因此希望在車輪的跳動過程中,主銷內(nèi)傾角的變化量不要太大。車輪上下跳動量為100 mm時,一般希望主銷內(nèi)傾角的變化范圍在7.0° 13.0°左右。據(jù)圖分析可知,此獨立懸架主銷內(nèi)傾角在車輪上跳50mm時,內(nèi)傾角變化大約10.4°,下跳50 mm時,變化大約8.1°,在理想范圍內(nèi)。三、優(yōu)化設(shè)計修改前硬點:修改后硬點:修改后各參數(shù)及其圖如下:1. 前輪外傾角變化范圍在 0.25° - 1.7°理想的變化范圍是 0.5
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