【正文】 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘 要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(dòng)，使車輪按一定軌跡相對(duì)車身運(yùn)動(dòng)。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(gè)環(huán)節(jié)，ADAMS軟件為研究汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析提供了幫助。本次畢業(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(cè)試懸架模型得到一些曲線和數(shù)據(jù)，對(duì)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。關(guān)鍵詞： 雙橫臂獨(dú)立懸架； 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析； ADAMS Abstract 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 kill 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 bouncing system to let the wheel move a the course of the car. Suspense determines the stability, riding fort, and safety. Therefore, analyzing the suspense bees one of the greatest parts of the whole analysis. ADAMS software did a great help to the analysis of suspense design of ADAMS software first given design points, View function to create suspension model, through the test suspension model get some curves and data, contrast these curves and data that pick up the tyres after the change of lateral sliding site is the important factors affect suspension. So will the objective function as the wheels of lateral slippage pick site. Then through the ADAMS software postprocessing function optimization model of the suspension, finally e to pick up the tire place lateral sliding the smallest quantity of set of data. This group of data is finally wanted results.Key words: double wishbone suspension。 kinematics analysis。 ADAMS目 錄1 緒論 1 1 汽車懸架簡(jiǎn)介 1 汽車懸架分類 ADAMS簡(jiǎn)介 本文研究的內(nèi)容 22前懸架模型的建立 3 創(chuàng)建新模型 3 添加約束 4.......................................................................................................................63前懸架模型運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 7 添加驅(qū)動(dòng) 7 7 10 12 14 17 194細(xì)化前懸架模型 21 創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量 21 21 25……………………………………………………………………………..255定制界面 32 創(chuàng)建修改參數(shù)對(duì)話窗………………………………….............................................32 修改菜單欄.................................................................................................................36 本章小結(jié)................................................................................................................. 376 優(yōu)化前懸架模型................................................................................................................ 26 定義目標(biāo)函數(shù)………………………………………………………………………..26 優(yōu)化模型……………………………………………………………………………..26 察看優(yōu)化結(jié)果………………………………………………………………………..27 本章小結(jié)……………………………………………………………………………..31本文總結(jié) 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42附錄A 漢語原文 43附錄B 英文翻譯 521 緒論 課題引言 在馬車出現(xiàn)的時(shí)候，為了乘坐更舒適，人類就開始對(duì)馬車的懸架進(jìn)行孜孜不倦的探索，隨著社會(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。 汽車懸架簡(jiǎn)介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(dòng)，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(duì)車身運(yùn)動(dòng)。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。現(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。 汽車懸架分類根據(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(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架( )，半主動(dòng)懸架還可以按阻尼級(jí)分為有級(jí)式和無級(jí)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(dòng)懸架。為了克服被動(dòng)懸架的缺陷，國(guó)外在20世紀(jì)60年代就提出了主動(dòng)懸架的概念，主動(dòng)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(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和路面狀況主動(dòng)作出反應(yīng)，以抑制車體的運(yùn)動(dòng)，使懸架始終處于最優(yōu)減振狀態(tài)。所以主動(dòng)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(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。因此，系統(tǒng)必須是有源的。半主動(dòng)懸架則由無源但可控制的阻尼元件組成。在車輛懸架中，彈性元件除了吸收和存貯能量外，還得承受車身重量及載荷，因此，半主動(dòng)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(dòng)懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在工作時(shí)，幾乎不消耗車輛動(dòng)力，又能獲得與主動(dòng)懸架相近的性能，故應(yīng)用較廣。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(shí)，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?yàn)樗幚淼木哂小安淮_定性”的反饋信息。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(gè)精確的“車輛—地面”系統(tǒng)模型還很困難，故目前的主動(dòng)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(shí)，彈性元件對(duì)沖擊進(jìn)行緩沖，防止對(duì)汽車構(gòu)件和人員造成損傷。但彈性件受到?jīng)_擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的振動(dòng)，容易使駕駛員疲勞。故減振元件應(yīng)快速衰減振動(dòng)。當(dāng)車輪受到?jīng)_擊而跳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使其運(yùn)動(dòng)軌跡符合一定的要求，否則會(huì)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(shí)，必須對(duì)方向進(jìn)行控制。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(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用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(jiǎn)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。 ADAMS簡(jiǎn)介 ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)軟件，是美國(guó)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(dòng)力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)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(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能，運(yùn)動(dòng)范圍，碰撞檢測(cè)，峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。 根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國(guó)際市場(chǎng)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。 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(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(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(tái)。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。 ADAMS/View是一個(gè)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(duì)多個(gè)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(duì)模型進(jìn)行測(cè)試并優(yōu)化，但建議在創(chuàng)建整個(gè)模型之前先建立并測(cè)試模型的小的元件，把他們聯(lián)系在一起，然后運(yùn)行簡(jiǎn)單的仿真以測(cè)試它們的運(yùn)動(dòng)，確保它們運(yùn)動(dòng)正確。一旦模型正確，再在其上添加更復(fù)雜的模型。ADAMS/View采用簡(jiǎn)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。 　　 ，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ADAMS/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(shí)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(jí)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(duì)話框創(chuàng)建和修改工具包，而且具有在線幫助功能。ADAMS/Vi