【正文】 ew新版采用了改進(jìn)的動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)構(gòu)件、或整個(gè)模型、或在某一指定的仿真時(shí)刻的模型輸出到一個(gè)Parasolid文件中；具有新型數(shù)據(jù)庫圖形顯示功能，能夠在同一圖形窗口內(nèi)顯示模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇某一構(gòu)件或約束(運(yùn)動(dòng)副或力)后顯示與此項(xiàng)相關(guān)的全部數(shù)據(jù)；具有快速繪圖功能，繪圖速度是原版本的20倍以上；采用合理的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)向器，可以在一次作業(yè)中利用一個(gè)名稱過濾器修改同一名稱中多個(gè)對象的屬性，便于修改某一個(gè)數(shù)據(jù)庫對象的名稱及其說明內(nèi)容；具有精確的幾何定位功能，可以在創(chuàng)建模型的過程中輸入對象的坐標(biāo)、精確地控制對象的位置；多種平臺上采用統(tǒng)一的用戶界面、提供合理的軟件文檔；支持Windows NT平臺的快速圖形加速卡，確保ADAMS/View的用戶可以利用高性能OpenGL圖形卡提高軟件的性能；命令行可以自動(dòng)記錄各種操作命令，進(jìn)行自動(dòng)檢查。 本文研究的內(nèi)容 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 （）懸架模型的主銷長度為330mm，主銷內(nèi)傾角為10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,，下橫臂水平斜置角為10度。通過添加驅(qū)動(dòng)觀察懸架模型的運(yùn)動(dòng)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。2 創(chuàng)建前懸架模型 創(chuàng)建新模型 打開ADAMS/View,創(chuàng)建新模型名稱為FRONT_SUSP，建立八個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)點(diǎn)的位置八個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)置完成后，利用ADAMS/View中零件庫的各種命令（）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37長度為215）、創(chuàng)建測試平臺以及創(chuàng)建彈簧。 軟件命令 創(chuàng)建完的懸架模型 添加約束點(diǎn)擊ADAMS/View中約束庫的約束副命令，分別在正確位置創(chuàng)建球副、創(chuàng)建固定副、創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副、創(chuàng)建移動(dòng)副以及點(diǎn)面約束副。 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。 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)“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。 設(shè)置球副 設(shè)置固定副 其它約束副的做法類似，、。最后保存前懸架模型。 設(shè)置旋轉(zhuǎn)副 修改旋轉(zhuǎn)副對話框 移動(dòng)目標(biāo)對話框 本章小結(jié) 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(dòng)學(xué)分析打下基礎(chǔ)。3 前懸架模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 添加驅(qū)動(dòng) 點(diǎn)擊ADAMS/View中驅(qū)動(dòng)庫的直線驅(qū)動(dòng)，選擇測試平臺和大地的移動(dòng)副約束，創(chuàng)建直線驅(qū)動(dòng)。修改直線驅(qū)動(dòng)的函數(shù)表達(dá)式為100*sin(360d*time)。 添加驅(qū)動(dòng)對話框函數(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。 測量主銷內(nèi)傾角 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))。、。 使用助理功能 測量兩點(diǎn)在X軸方向的距離 函數(shù)編輯器 同時(shí)系統(tǒng)生成主銷內(nèi)傾角變化的測量曲線，設(shè)置終止時(shí)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(dòng)的變化曲線 當(dāng)車輪在最下端時(shí)，隨著向上到25mm位移處跳動(dòng)逐漸減小。主銷內(nèi)傾角在其允許范圍內(nèi)，可以接受。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(shí)駕駛員加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時(shí)也可減少從轉(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。 測量主銷后傾角 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))。 函數(shù)編輯器 同時(shí)系統(tǒng)生成主銷后傾角變化的測量曲線，設(shè)置終止時(shí)間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真， 。 主銷后傾角隨車輪的跳動(dòng)的變化曲線，隨著向上到25mm處稍微降低。，變化量很小，在其正常范圍內(nèi)?？梢越邮?。 主銷后傾是四輪定位中的一個(gè)項(xiàng)目，是設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向橋時(shí)使主銷與車軸縱向平面內(nèi)有一個(gè)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(dòng)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。 測量前輪外傾角 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))。 函數(shù)編輯器 同時(shí)系統(tǒng)生成前輪外傾角變化的測量曲線，設(shè)置終止時(shí)間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真， 。 前輪外傾角隨車輪的跳動(dòng)的變化曲線 。，在其正常范圍內(nèi)?？梢越邮?。 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(gè)向外的傾斜角，當(dāng)在比較平坦的路面上行進(jìn)時(shí)，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。 測量前輪前束角 點(diǎn)擊ADAMS/View中，選擇buildmeasurefunctionnew,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))。 函數(shù)編輯器 同時(shí)系統(tǒng)生成前輪前束角變化的測量曲線，設(shè)置終止時(shí)間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真。 前輪前束角隨車輪的跳動(dòng)的變化曲線。，在其正常范圍內(nèi)，可以接受。 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(dòng)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?？梢蕴岣哕囕v操控性和輪胎壽命。一般前束值為0~12mm。 測量車輪接地點(diǎn)的側(cè)向滑移量 先在車輪上建一個(gè)marker點(diǎn)，為marker46（150，270，0）然后在大地上建marker47（150，270，0）。 點(diǎn)擊ADAMS/View中，選擇buildmeasurefunctionnew,創(chuàng)建新的測量函數(shù)。函數(shù)名稱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)。 同時(shí)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(shí)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(dòng)的變化曲線 由前輪外傾角隨車輪的跳動(dòng)的變化曲線可以看出車輪位移為100mm時(shí)側(cè)向滑移量為5mm，然后向上跳動(dòng)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(gè)角度考慮，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。 本章小結(jié)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跡，同時(shí)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)。 4 細(xì)化前懸架模型 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量 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)的值不斷的進(jìn)行優(yōu)化，最終達(dá)到最優(yōu)值。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)變量如表41所示。表41 創(chuàng)建的設(shè)計(jì)變量變量名稱代表的幾何參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)取值范圍DV1主銷長度毫米330310~350DV2主銷內(nèi)傾角度105~15DV3主銷后傾角度0~6DV4上橫臂長度毫米350300~400DV5上橫臂在橫向平面的傾角度118~15DV6上橫臂水平斜置角度50~10DV7下橫臂長度毫米500480~550DV8下橫臂在橫向平面的傾角度5~15DV9下橫臂水平斜置角度105~15 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量對話框 將設(shè)計(jì)點(diǎn)參數(shù)化 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41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)。 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式： (.+.*cos(.)*sin(.))。 函數(shù)編輯器 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：(.+.*cos(.)*cos(.)) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：(.+.*sin(.)) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：(.+.*cos(.)*cos(.)) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：(.+.*cos(.)*sin(.)) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：(.+.*sin(.)) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.+.*cos(.)*cos(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.+.*cos(.)*sin(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.*sin(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.+109*cos(.)*sin(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.+109*cos(.)*cos(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.+109*sin(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _ outer “的X坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.*cos()*cos(1d) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _ outer “的Y坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.*cos()*sin(1d) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“knuckle _ outer “的Z坐標(biāo)欄中輸入表達(dá)式：.*sin()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。 將物體參數(shù)化 在修改圓柱體的對話窗口中，將圓柱體的長度設(shè)置為變量“DV_1“。 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將拉臂的圓柱體長度設(shè)置為：SQRT((.)**2+(.)**2+(.)**2)。 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。 函數(shù)編輯器 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(dòng)幾何體尺寸特性的改變。5 定制界面 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)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)。 創(chuàng)建修改參數(shù)對話窗 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