【正文】 0UCA_outerUCA_innerLCA_innerTie_rod_outer100Tie_rod_innerKnuckle_innerKnuckle_outer圖 21 列表編輯器 List Editor List Editor 主銷的創(chuàng)建右鍵ADAMS/View零件庫，單擊圓柱體（Cylinder）圖標，在下拉列表中選擇“New Part”，自定義圓柱體的半徑（Radius）為20。并且將懸架模型的主銷長度、主銷后傾角、主銷內傾角、上橫臂長度、上橫臂在橫向平面內的傾角、上橫臂的水平斜置角、下橫臂長度、下橫臂在橫向平面內的傾角和下橫臂的水平斜置角九個參數設置為設計變量（DV），通過優(yōu)化這些變量來達到優(yōu)化設計的目的。下橫臂長度550mm，176。本設計將使用ADAMS/View完成汽車雙橫臂式前獨立懸架的創(chuàng)建，懸架模型的基本數據為：主銷長度330mm，主銷內傾角和后傾角分別為10176。工程師不但可以運用該軟件對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、動力學和運動學分析,還可以利用ADAMS軟件作為開發(fā)平臺,利用開放的程序結構和接口對其相關功能進行二次開發(fā)。其中PAMCRASCH軟件擁有強大的有限元前后處理程序、算法優(yōu)良的解題器以及強大的機構運動模擬功能,通常應用于車企的模擬碰撞試驗平臺[14]。而汽車懸架系統(tǒng)直接影響到汽車行駛的平順性、人員乘坐舒適性和機構操縱穩(wěn)定性，因此對于汽車懸架系統(tǒng)模型的優(yōu)化具有一定的實際意義。另外,對懸架在實際裝配中涉及的運動學的問題進行詳細論述,為提高FSAE賽車的性能提供了一定的參考[10]。 在研究懸架系統(tǒng)的優(yōu)化與設計方面，工程師們們普遍利用軟件來實現。文章詳盡的論述了前后懸架運動學模型以及橡膠襯套的順從性與減振器的非線性，經過驗證，此后的試驗結果與之前的仿真結果非常接近[5]。根據導向機構的形式可以分為：雙橫臂式、單橫臂式、單斜臂式、單縱臂式、扭轉梁隨動臂式和麥弗遜式懸架。主要應用于部分總質量不大的商用車和普通的乘用車上。它的主要作用是傳遞作用在車輪和車架（或承載式車身）之間的全部力與力矩，比如支撐力、制動力和驅動力等，并且緩和由于路面不平傳遞給車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動，以保證汽車正常行駛時的平順性，保證車輪在路面不平和有載荷變化的狀況下有理想的運動特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定性以及擁有高速行駛的能力[1]。 Suspension System。s wishbone type independent suspension, reducing the amount of wear of automobile tires is selected as our goal for the study, after that, we optimize the design of利用 、模型參數化、仿真分析和優(yōu)化設計。通過優(yōu)化設計我們讓車輪接地點的側向滑移量降低到最小，從而降低了輪胎的磨損量，提高了車輛的行駛穩(wěn)定性和安全性。geometric parameters of the Kinematics Simulation。雖然現代汽車懸架系統(tǒng)的結構形式各不相同,但是基本都是由三大組件：彈性元件、減振元件和導向機構三部分構成,這三個部分依次起到緩沖、減振和導向的作用,共同承擔傳遞力的任務[2]。非獨立懸架（以縱置鋼板彈簧懸架為例）的主要優(yōu)點有：構造簡單；制造容易；維修便捷；工作可靠性較高。 國內外有關汽車懸架的研究情況 國外研究情況國外早在二十世紀六十年代就完成了 “線性二自由度”和“線性三自由度”的懸架系統(tǒng)的數學模型的建立[3]。 國內研究情況相比國外工程師對于懸架系統(tǒng)的研究而言,國內的工程師應用多體系統(tǒng)動力學進行懸架系統(tǒng)的仿真分析與計算的起步相對較晚[6]。,同時也確立了進行前輪9個定位參數優(yōu)化的目標函數、優(yōu)化變量和約束條件,在這個基礎上進行了仿真計算,最后得到了懸架各定位參數與車輪上下跳動的變化關系[9]。 河北工業(yè)大學的龐思紅針對某型號輕型商用車的雙橫臂獨立式前獨立懸架建立了它的運動分析的數學仿真模型,并采用ADAMS建立了雙橫臂獨立懸架的虛擬樣機模型,得到了較好的分析仿真結果[11]。工程師們對汽車的自主創(chuàng)新主要在車身、底盤和發(fā)動機三大領域,而懸架系統(tǒng)又作為底盤系統(tǒng)的最重要組成部分[13]，對汽車的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性和乘坐舒適程度等有著重要影響。EASYS軟件主要應用于建立三維立體圖形,模擬和設計動態(tài)系統(tǒng)的功能比較強大,NISSAN和FORD等汽車公司是其主要的用戶。本設計即是利用ADAMS軟件建立雙橫臂式前獨立懸架的機械系統(tǒng)模型，然后對模型實現仿真分析，對比設計要求發(fā)現模型中存在的問題，確定優(yōu)化的參數和目標函數，對模型進行優(yōu)化設計。、176。水平斜置角為10176。[16] 創(chuàng)建新的模型 雙擊桌面上ADAMS/View的圖標，打開ADAMS/View，在歡迎對話框中選取“Create a new model”，在模型名稱（Model Name）中輸入：model_1,其它選項選擇系統(tǒng)缺省的選項，單擊“OK”。選擇設計點“UCA_outer”和“LCAouter”作為圓柱的兩頂面圓心，創(chuàng)建主銷，重新命名為Kingpin。右鍵ADAMS/View零件庫，單擊球體（Sphere）圖標，在下拉列表中選擇“Add to Part”，自定義球體的半徑（Radius）為25，選擇上橫臂（UCA）作為參考物體，球心的位置為設計點“UCAouter”。 拉臂的創(chuàng)建右鍵ADAMS/View零件庫，單擊圓柱體（Cylinder）圖標，在下拉列表中選擇“New Part”，自定義圓柱體的半徑（Radius）為15。 右鍵ADAMS/View零件庫，單擊球體（Sphere）圖標，在下拉列表中選擇“Add to Part”，自定義圓柱體的半徑（Radius）為20，選擇轉向拉桿（Tie_rod）為參考物體，球心的位置為設計點分別為“Tie_rod_outer”和“Tie_rod_inner”。選擇設計點“Knuckle_inner”和“Knuckle_outer”，創(chuàng)建車輪，并將其重新命名為Wheel。右鍵ADAMS/View零件庫，單擊圓柱體（Cylinder）圖標，在下拉列表中選擇“Add to Part”，自定義圓柱體的長度（Length）為350，半徑（Radius）為30。右鍵ADAMS/View零件庫，單擊彈簧（Spring）圖標，設置彈簧的剛度（K）和阻尼(C)，選擇設計點“Spring_lower”和“Spring_upper”創(chuàng)建彈簧，如圖24所示。右鍵ADAMS/ View中的約束庫，單擊球副（Spherical Joint）圖標，設置球副的選項為“2 Bod1 Loc”和“Normal To Grid”，以轉向拉桿（Tie_rod）和拉臂（Pull_arm）為參考物，取設計點“Tie_rod_outer”作為該球副的位置點，建立拉臂和轉向拉桿之間的約束副。右鍵ADAMS/ View中的約束庫，單擊固定副（Fixed Joint）圖標，設置固定副選項為“2 Bod1 Loc”和“Normal To Grid”,選擇主銷（Kingpin）為參考物和轉向節(jié)（Knuckle），取設計點“Knuckle_inner”作為固定副的位置點，建立主銷和轉向節(jié)之間的約束副。系統(tǒng)彈出修改旋轉副對話窗口（圖25），右鍵四個方向鍵圍繞著的白色按鈕，然后去視圖里選擇“UCA_inner”為旋轉中心，角度欄（Angle）中輸入一個5，點擊向左的箭頭，滿足上橫臂軸水平斜置角為5176。 點面約束副的創(chuàng)建 調用ADAMS/ View中約束庫的點面約束副（Inplane Joint Primitive）命令，設置點面約束副的選項為“2 Bodies1 Loc”和“Pick Geometry Feature”，選擇車輪（Wheel）和測試平臺（Test_Patch）作為約束的位置參考物（選擇物體的先后順序不可以顛倒），選擇測試平臺（Test_Patch）的質心MARKER（）為該約束副的位置點，在垂直向上的方向上創(chuàng)建車輪和測試平臺之間的約束副。ADAMS軟件進行運算時，首先讀取原始的輸入數據，在檢查正確無誤后，判斷整個系統(tǒng)的自由度，如果系統(tǒng)的自由度為零，則進行運動學分析。在ADAMS/ View主工具箱中，單擊仿真按鈕，輸入終止時間為1s，輸入工作步長為100，進行仿真，觀察已建立的前懸架模型的運動仿真情況。然后以與生成兩個點在X方向距離表達式相同的方法自動生成兩個點在Y方向距離表達式，生成的測量主銷內傾角的函數表達式如圖31所示，點擊右下角的Verify確定函數無語法錯誤后單擊“OK”，建立主銷內傾角的測量函數?！?176。圖 33 生成的主銷后傾角函數表達式 Caster angle function expression has been generated 圖 34 主銷后傾角變化曲線 Curve of the changing Caster angle由圖可知，當車輪隨測試平臺在177。設定較大的主銷后傾角利于提高車輛直線行駛性能，但是與此同時主銷縱傾移距也增大，這會讓轉向變得費力，并且會由于路面干擾而導致車輪的前后顛簸加劇?！?176。從優(yōu)化轉向性能的角度出發(fā)，側傾時車輪平面相對地面的傾角最好不發(fā)生改變。為宜。～ 176。設計值取在零附近是為了降低直行時由于路面不平引起的車輪前束變化，確保車輛有良好的直線行駛穩(wěn)定性。函數編輯結果如圖39所示。 當車輪向前滾動的時候，由于汽車前輪設置有有外傾角，左右車輪都有越滾相對距離越遠的趨勢；而又因為有前輪前束的存在，左右車輪都有越滾越近的趨勢。在函數編輯器對話窗口里自定義其測量名稱（Measure Name）為：Wheel_Travel，一般屬性（General Attributes）的單位（Units）欄中選擇“Length”，借助于函數編輯器提供的基本函數庫編輯的車輪跳動量的函數表達式為：DY(, )其中在“To Marker ”，“From Marker”。100 mm垂直范圍內做正弦振動時，車輪跳動量的變化范圍為100mm～100mm。選取車輪跳動量（Wheel_Travel）為測量曲線的Y軸，如圖315所示，點擊Add Curves生成主銷內傾角相對車輪跳動量的變化曲線，如圖316所示?，F在一般設計采用的主銷后傾角范圍為 2176。之間變化，有利于提高操縱穩(wěn)定性。由圖318可知外傾角的變化范圍為 － 176。圖 319 前輪前束角隨車輪跳動的變化曲線 Toe_Angle curve with the wheels beating 由于車輪外傾角的作用，車輪在滾動時和滾錐的運動軌跡類似，從而導致兩側車輪滾動的趨勢是二者距離越來越遠。 車輪接地點側向滑移量車輪跳動量相對變化曲線在Independent Axis欄中選擇Data，選取車輪接地點側向滑移量（Sideways_Displacement）的測量曲線作為定制曲線的X軸，選取車輪跳動量（Wheel_Travel）作為定制曲線的Y軸，在Add Curves選項欄中選擇“One Curve Per Plot”然后單擊Add Curves生成車輪接地點側向滑移量相對車輪跳動量的變化曲線，如圖320所示。4 前懸架模型的細化（將前懸架模型參數化）ADAMS/View對前懸架模型優(yōu)化分析的原理是：在設計研究過程中，對某個設計參數讓其在一定范圍內選取若干值，然后利用模型進行一系列的仿真分析，每次選取不同的設計參數，完成設計分析后自動輸出各次分析的結果，并分析設計參數對模型的影響。 汽車輪胎的側向滑移會加速輪胎的磨損，并且影響到汽車的直線行駛能力，使得行駛安全性降低，因此要盡量減少側向滑移量。)長度( mm) 傾角(176。圖 41 定義設計變量 Definition of design variables在創(chuàng)建設計變量的對話窗口中，變量名稱（Name)設置為系統(tǒng)默認的“.”(懸架模型的主銷內傾角),變量類型（Type）設置為“Real”，變量單位（Units）選擇“angle”，變量的標準值（Standard Value）輸入10，在“Value Range by”欄中選擇“Absolute Min and Max Values”，輸入設計變量的最小值（）為5，輸入變量的最大值（）為15，單擊“Apply”完成設計變量“.”的創(chuàng)建。在創(chuàng)建設計變量的對話窗口中，變量名稱（Name)設置為系統(tǒng)默認的“.”(懸架模型上橫臂軸的水平斜置角),變量類型（Type）設置為“Real”，變量單位（Units）選擇“angle”，變量的標準值（Standard Value）輸入5，在“Value Range by”欄中選擇“Absolute