【正文】 0 球銷 2—A 型臂 球鉸 11 A 型臂 —車身 轉(zhuǎn)動副 12 輪胎 —試驗臺 點面約束副 13 試驗臺 —地面 圓柱副 驅(qū)動 副 的添加 本文在此僅就車輪垂直跳動時麥弗遜懸架的運動學(xué)特性進行仿真分析，測試臺施加一個驅(qū)動約束，其方程為： S=50*sin(360d*time)，如圖所示。轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸或下擺臂三者構(gòu)成懸架的導(dǎo)向機構(gòu)，它們之間裝配要具有一定的相對位置，這種具有一定相對位置的裝配關(guān)系叫做前輪定位。為了不因輪胎的側(cè)偏而使磨損加劇、滾動阻力增大以及直線行駛能力受到損害，在汽車行駛中，無論在車輪下落還是上跳時，保持前束不變或變化幅度較小非常重要，這比在汽車靜止時有一個正確的前束更為重要。 前束變化的較理想設(shè)計特性值為：前輪上跳時，為零至負前束（ 176。 車輪外傾角 及其變化 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 16 車輪外傾角是通過車輪中心的汽車橫向平面與車輪中心平面的交線與地面的垂線之間的夾角。設(shè)計時使轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的軸線與水平面成的角度，該角度就是前輪外傾角。 ~+176。在縱向垂直平面內(nèi)，主銷軸線與地面垂直線之間的夾角，稱為主銷后傾角口。這樣車輛的不足轉(zhuǎn)向特性較弱，最大橫向加速度會增大，轎車的主銷后傾角一般為：前置前驅(qū)動車 0176。 麥弗遜懸架仿真時的主銷 后傾角變化如下圖 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 17 X——車輪跳動量（ mm） Y——主銷后傾變化（度） 可見： 1．該模型的主銷后傾角的變化范圍不大，符合要求。由制動力所引發(fā)的繞轉(zhuǎn)向主銷軸的回正力矩一般來說左右輪是相等的，同時與轉(zhuǎn)向拉桿的內(nèi)力平衡。 在實際設(shè)計中，轉(zhuǎn)向主銷內(nèi)傾角及偏移距大小收到結(jié)構(gòu)的限制，大致的范圍為轉(zhuǎn)向主銷內(nèi)傾角為 7176。 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 18 輪距及其變化 這里的輪距指的是隨著車輪的上下跳動輪胎接地點產(chǎn)生的橫向位移 。 50mm 時，要求輪距變化為 10 mm～ +10mm。ADAMS 中提供了 3 種類型的參數(shù)化分析方法。使用實驗設(shè)計模塊可以大大提高所獲結(jié)果的可信度，并且方便快捷地更好理解和優(yōu)化系統(tǒng)性能。 設(shè)置麥弗遜懸架各參數(shù)的思路 本實驗首先選取 5 個設(shè)計點的 15 個坐標值和一個旋轉(zhuǎn)副的 1 個方向共計 16 個參數(shù)作為變量。若是組成桿子的長度不合適，都不能保證轉(zhuǎn)向節(jié)能向上運動 50mm。在這里，各變量首先取較小的變化范圍，如果初值不為 0，分別取到變量的 90%和變量的 110%，如果是初值為 0，角度為 5176。接著，把影響某個定位參數(shù)最重要的變量集合到一起進行設(shè)計研究。第一，減振器上端和車架連接點。這里定義為 b 點，它的三個坐標值為三個變量， bx， by， bz。 c 點也是組成四連桿的關(guān)鍵點，它和 b 點決定了轉(zhuǎn)向拉桿的長度、位置。第五， A 型臂和 車架的結(jié)合點，雖然 A 型臂和車架應(yīng)該有兩個結(jié)合點，但是，他們都是在一根軸線上做轉(zhuǎn)動，所以取為兩個結(jié)合點中間處。當(dāng)中，每個變量的取值為 5次。而且可以看出 ax 的值取得較小對前束達到規(guī)定范圍是有效的。 并且取較小的值能得到較理想的變化。 車輪外傾角的優(yōu)化 運用同樣的方法，首先找出影響車輪外傾角的重要變量，它們分別是 ax取值范圍是 242~262，標準值是 252。 ex 取值范圍是 405~425，標準值是 415。 得出的優(yōu)化圖為： 可以看出在這個范圍內(nèi)的取值都是在規(guī)定范圍內(nèi)的。 by,變化范圍是 2040，標準值是30。也就是說， dz 的變化對主銷后傾角的變化是絕對的，所以只修改 dz 的值，對主銷后傾角進行優(yōu)化。 主銷 內(nèi) 傾角 的優(yōu)化 同主銷外傾角的情況一樣， dx 對主銷內(nèi)傾角的影響從所有曲線來說，影響很大，從單條曲線來說，曲線的變化很小。 輪距優(yōu)化 運用同樣的方法，首先找出影響輪距變化的重要變量， ax，變化范圍是 250~255，標準值是 252。能符合規(guī)定的范圍。 ex 對輪距變化有絕對影響?？梢钥闯觯瑑?yōu)化后的前束值變化范圍小，呈弱的負值?？梢钥闯觯瑑?yōu)化后的車輪外傾角變化范圍更小。符合理想的主銷后傾角的變化范圍， 3176。可以看出，優(yōu)化后的主銷后傾角整體向上移動了 4176。且取其較小值。優(yōu)化后的懸架各定位參數(shù)都能達到理想的變化范圍，對車輛的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性都將帶來很大的提高。接著運用平面圖給出的數(shù)據(jù)在 proe 軟件中建立了麥弗遜懸架的三維模型。 研究展望 1. 本文只是根據(jù)該車給出的整體參數(shù)進行設(shè)計的，如果車輛其他部件的位置確定了，該設(shè)計就要有很大的改動。 3. 在運用 ADAMS 軟件進行優(yōu)化分析時，處理各變量還顯得較混亂，要有統(tǒng)一的方法，明確的標準。 本文是在 陸森林 老師悉心指導(dǎo)下完成。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的一次全面考驗，也是對即將走向社會的我們的進行的一次有效的鍛煉。 2. 運用 ADAMS 仿真中，輪胎被簡化成了剛體，希望今后的 研究能原成彈性體。最后將懸架的各定位參數(shù)優(yōu)化到了理想的范圍內(nèi)。 結(jié)論 全文總結(jié) 本論文以某車輛實際給出的參數(shù)，首先運用傳統(tǒng)的設(shè)計方法計算設(shè)計出了該車的懸架結(jié)構(gòu)?？梢钥闯觯瑑?yōu)化前的輪距變化為1cm 左右，優(yōu)化后的輪距變化變?yōu)榱?5mm 左右，對減小輪胎的磨損作用很大。符合理想的主銷后傾角的變化范圍， 7176。且取其較小值。其值更符合理想的變化曲線 主銷后傾角優(yōu) 化后的圖形： 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 27 其中，紅線為優(yōu)化前，藍線為優(yōu)化后。優(yōu)化后，前束變化單一。在這些參數(shù)定好后，在運用設(shè)計研究、實驗設(shè)計的方法來優(yōu)化汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 26 各參數(shù)，最后優(yōu)化后得到的圖形如下。 同時優(yōu)化所有定位參數(shù)的定位參數(shù)時，可以從變量對定位參數(shù)的影響來看，這樣可以找出某個定位參數(shù)對某個定位參數(shù)是有絕對影響的情況。 ex,變化范圍是 540~560，標準值是 550。取 dx 的變化范圍是 100~110，標準值為 105。 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 23 另外，變量 exfangxiang 影響主銷后傾角較大，但是，該變量的改變導(dǎo)致主銷后傾角的變化范圍增大，不利于車輛的操縱穩(wěn)定性。 dz,變化范圍是 60~50，標準值是 55。 ay,變化范圍是 702~858，標準值是780。 Exfangxiang 取值范圍是 10~0，標準值是 5。cz 取值范圍是 140~120 標準值是 130。即： Trial qiansu ax az 1 2 3 4 5 6 7 8 9 得到的變化曲線是 可以看出，兩個變量聯(lián)合起來對前束的影響是很大的，其中 Trial2，即 ax= ， az= 時符合規(guī)定的范圍，即上跳的過程中，前束基本保持不變，且成弱的負前束（絕對值不大于 176。 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 21 用相同的辦法，驗證其他的變量。下面實驗變量 ax 對前束的影響。 各變量對各定位參數(shù)的影響。三個坐標定義為 dx、 dy、 dz 三個變量。第三，轉(zhuǎn)向拉桿和車架的結(jié)合點。 a 點是決定主銷的端點之一，是決定定位參數(shù)最重要的關(guān)鍵 點之一。最后，把影響定位參數(shù)不大的變量綜合到一起，驗證此時定位參數(shù)的實際變化能不能達到規(guī)定范圍。長度為 10~+10。如果把每 個參數(shù)取兩次，即最大，最小值，這種方法是最粗糙的處理方法，但是系統(tǒng)就得運算 2^16=65536 次，要做出如之多的曲線來，勢必造成曲線量過大，運算時間過長，且也不適用，毫無必要。 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 20 范圍，各變量的范圍除了受實際布置的影響外，還要受到懸架本身結(jié)構(gòu)的限制，比如，麥弗遜懸架的轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)、 A 型臂和車架組成了一個四連桿結(jié)構(gòu)。目標函數(shù)可以用數(shù)學(xué)公式倆表示模型的質(zhì)量等。在設(shè)計研究過程中，設(shè)計變量在一定范圍內(nèi)進行不同取值，進行一系列仿真分析，然后輸出各次仿真分析結(jié)果。 汽車懸架優(yōu)化設(shè)計 _畢業(yè)設(shè)計論文 19 第四章 麥弗遜懸架參數(shù)優(yōu)化 ADAMS 參數(shù)化設(shè)計介紹 ADAMS 軟件提供了強大的參數(shù)化建模功能。然而，在一般的獨立懸架系統(tǒng)中，由于結(jié)構(gòu)上的原因，輪距不變是不可能的。希望取較小的數(shù)值。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)向主銷漂移距較大的情況下需抓緊轉(zhuǎn)向盤。 主銷內(nèi)傾角 及其變化 在汽車的橫向平面內(nèi)，主銷軸線與路面垂線之間的夾角稱為