【正文】 拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。ADAMS 軟件能為用戶提供從產(chǎn)品概念設(shè)計、方案論證、詳細(xì)設(shè)計到產(chǎn)品方案修改、優(yōu)化、試驗(yàn)規(guī)劃甚至故障診斷整個階段、全方位、高精度的仿真計算分析，從而達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。（在本研究中物體的材質(zhì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí) 14 際并 無影響） （ 2）不考慮物體之間連接處的間隙。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(jī)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。 前束變化的較理想設(shè)計特性值為：前輪上跳時，為零至負(fù)前束（ 176。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。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。 麥弗遜懸架仿真時的主銷后傾角變化如下圖 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。 在實(shí)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。 50mm 時，要求輪距變化為 10 mm～ +10mm。使用實(shí)驗(yàn)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。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(yùn)動 50mm。接著， 把影響某個定位參數(shù)最重要的 變量集合到一起進(jìn)行設(shè)計研究。這里定義為 b 點(diǎn)，它的三個坐標(biāo)值為三個變量， bx， by， bz。第五 ， A 型臂和車架的結(jié)合點(diǎn)，雖然 A 型臂和車架應(yīng)該有兩個結(jié)合點(diǎn)，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(diǎn)中間處 。而且可以看出 ax 的值取得較小對前束達(dá)到規(guī)定范圍是有效的。 車輪外傾角的優(yōu)化 運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)值是 252。 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。 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(jìn)行優(yōu)化。 輪距優(yōu)化 運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)值 是 252。 ex 對輪距變化有絕對影響?？梢钥闯觯瑑?yōu)化后的車輪外傾角變化范圍更小。可以看出，優(yōu)化后的主銷后傾角整體向上移動了 4176。優(yōu)化后的懸架各定位參數(shù)都能達(dá)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。 研究展望 1. 本文只是根據(jù)該車給出的整體參數(shù)進(jìn)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。 本文是在 陸森林 老師悉心指導(dǎo)下完成。 3. 在運(yùn)用 ADAMS 軟件進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。接著運(yùn)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。且取其較小值。符合理想的主銷后傾角的變化范圍， 3176。 可以看出，優(yōu)化后的前束值變化范圍小，呈弱的負(fù)值。能符合規(guī)定的范圍。 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。 by,變化范圍是 2040，標(biāo)準(zhǔn)值是30。 ex 取值 范圍是 405~425，標(biāo)準(zhǔn)值是 415。 并且 取較小的值 能得到較理想的變化。當(dāng)中，每個變量的取值為 5次。 c 點(diǎn)也是組成四連桿的關(guān)鍵點(diǎn)，它和 b 點(diǎn)決定了轉(zhuǎn)向拉桿的長度、位置。第一，減振器上端和車架連接點(diǎn)。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。 設(shè)置 麥弗遜懸架各參數(shù)的思路 本實(shí)驗(yàn)首先選取 5 個設(shè)計點(diǎn) 的 15 個坐標(biāo)值和 一 個旋轉(zhuǎn) 副 的 1 個方向共計 16 個 參數(shù)作為 變量。ADAMS 中提供了 3 種類型的參數(shù)化分析方法。 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(diǎn)產(chǎn)生的橫向位移 。由制動力所引發(fā)的繞轉(zhuǎn)向主銷軸的回正力 17 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。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。 ~+176。 車輪外傾角 及其變化 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。 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。 部件之間運(yùn)動副的建立 各連接處的約束副如下表 序號 連接位置 約束類型 1 車身 — 減振器上端 球鉸 2 減振器上端 — 減振器下端 圓柱副 3 減振器下端 — 轉(zhuǎn)向節(jié) 固定副 4 轉(zhuǎn)向節(jié) — 輪輞 轉(zhuǎn)動副 5 輪輞 — 輪胎 固定副 6 轉(zhuǎn)向節(jié) — 球銷 1 固定副 7 球銷 1— 轉(zhuǎn)向拉桿 球鉸 8 轉(zhuǎn)向拉桿 — 車身 球鉸 9 轉(zhuǎn)向節(jié) — 球銷 2 固定副 10 球銷 2— A 型臂 球鉸 11 A 型臂 — 車身 轉(zhuǎn)動副 12 輪胎 — 試驗(yàn)臺 點(diǎn)面約束副 13 試驗(yàn)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(yùn)動學(xué)特性進(jìn)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。 ADAMS 軟件與先進(jìn)的 CAD 軟件 (CATIA、UG、 PRo／ E)以及 CAE 軟件 (NASTRAN、 ANSYS)可以通過計算機(jī)圖形交換格式文件相互交換以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。 ADAMS 軟件一方面是機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真軟件的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對虛擬樣機(jī)進(jìn) 行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。第二種使用接口軟件 Mech/pro2020 ， Mech/pro2020 是銜接adams 和 proe 之間的橋梁，使用者不必退出 proe 應(yīng)用環(huán)境直接就可以將裝配好的總成導(dǎo)入 到 adams 軟件之中，而且失真率幾乎為 0，且畫面干凈。在 本文只添加垂直方向上的激勵。是 現(xiàn)今主 流的CAD/CAM/CAE 軟件。其結(jié)構(gòu)如圖。常將圖中的 G 點(diǎn)外伸至車輪內(nèi)部，既可以達(dá)到縮短尺寸 a 的目的，又可獲得較小的甚至是負(fù)的主銷側(cè)偏距，提高制動穩(wěn)定性。平行式為了使使得在曲線行駛前、后軸上的軸荷變化接近相等從而保證中性轉(zhuǎn)向特性；而盡可能高是為了使車身的側(cè)傾限制在允許的范圍內(nèi)。將 P 點(diǎn)與車輪接地點(diǎn) N 的連線交在汽車軸線上，交點(diǎn) W 即為側(cè)傾中心 各數(shù)據(jù)為：α =2176。 ??j= 減振器的工作缸徑的確定 減振器大小選定的基準(zhǔn)是，在工作速度的范圍內(nèi)能夠取得穩(wěn)定 阻尼力，保證溫升在既不妨礙其機(jī)能又能使其有足夠的耐久性。彈簧選用 II 級精度，決定采用熱扎彈簧鋼 60Si2MnA,加熱成型，而后進(jìn)行淬火，回火等處理。根據(jù)貨車固有頻率 n0 的實(shí)用范圍 ~2HZ。 3 第一章 麥弗 遜懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主要技術(shù)參數(shù)的選擇 1：外形尺寸（ mm） 長寬高 591019932375 2：軸距（ mm） 3670 10：排放依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB175912020 中國 III 階段 GB38472020 3：前輪距（ mm） 1710 11：鋼板彈簧片數(shù)（前 /后） /3 4： 后輪距（ mm） 1716 12 ：整備質(zhì)量（ kg） 2730 5 ：前懸 / 后懸（ mm） 1005/1235 13：驅(qū)動形式 前置后驅(qū) 6：軸荷（數(shù)目與軸數(shù)對應(yīng)）（ kg） 1730/2250 14 ：最高車速（ km/h） 130 7：軸數(shù) 2 15：排放水平 國 III 8:輪胎數(shù) 4 16：防抱死制動系統(tǒng) ABS 9：總質(zhì)量（ kg） 3980 17：發(fā)動機(jī)型號 南京依維柯汽車有限公司發(fā)動機(jī)分公司 2798 92 輪胎規(guī)格： 215/75R16LT 215/75R16CT 確定懸架剛度 若不考慮輪胎和減震器的影響，則車身固有頻率 n0，可按下式計算。 本文首先通過查閱相關(guān)資料以及到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地觀察以了解麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)。然而從某種意義上講，整車對于汽車產(chǎn)業(yè)不是最重要的，最重要的還是汽車關(guān)鍵零部件的創(chuàng)新和發(fā)展。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。汽車懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接 裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路