【文章內(nèi)容簡介】 車輪作用有外傾推力，該力與側(cè)傾角產(chǎn)生的側(cè)向力匯合而成車輛轉(zhuǎn)向所需要的橫向力。從提高轉(zhuǎn)向性能出發(fā)，側(cè)傾時車輪對地面的傾角最好不變。同時車輛在直行狀態(tài)下，由于路面不平引起的車輪跳動而使外傾變化時，會由外傾推力引發(fā)橫向力，這樣較大的對地外傾變化會使車輛的直行穩(wěn)定性變差。綜合考慮轉(zhuǎn)向性能和直行穩(wěn)定性，應(yīng)盡量減少車輪相對車身跳動時的外傾角變化，一般上跳時，對車身的外傾變化為2176。~176。/50mm， 希望在車輪跳動時前輪外傾角向減小的方向變化，而在下落時 12 朝正方向變化。通過車輪同向激勵仿真試驗(yàn)可以得出車輪外傾角（ Camber Angle）隨車輪跳動度（ Wheel Travel）的變化曲線如圖 7 所示。 圖 7 車輪外傾角 變化曲線 （ 2）車輪前束角 前束角是車輛的縱向軸與車輪平面在車輛橫向平面 (水平面 )上投影線的夾角。并且當(dāng)車輪前方向縱向軸轉(zhuǎn)時為正。車輪上跳及下落時的前束角變化對車輛的直行穩(wěn)定性、車輛的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性有很大的影響，是汽車懸架的重要設(shè)計參數(shù)之一。在汽車行駛中保持前束不變或者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。側(cè)傾時的前束變化也稱為側(cè)傾轉(zhuǎn)向。對于汽車前輪，車輪上跳動時的前束值多設(shè)計成零至弱負(fù)前束的變化，確保良好的直行穩(wěn)定性。另外，取弱負(fù)前束變化是為了使車輛獲得弱的不足轉(zhuǎn)向特性，以使裝載質(zhì)量變化引起車高變化時也能保持不足轉(zhuǎn)向。前束變化的較理想的設(shè)計特征值為：車輪上跳時為零至負(fù)前束（ 176。/50mm）。 通過車輪同向激勵仿真試驗(yàn)可以得出前輪前束（ Toe Angle）隨車輪跳動度（ Wheel Travel）的變化曲線如圖 8 所示。 圖 8 車輪前束角變化 曲線 13 （ 3）懸架剛度 懸架 剛度是衡量懸架抵抗變形的能力的一種量度，等于懸架承受的載荷與該載荷引起的懸架的變形的比值。 通過車輪實(shí)驗(yàn)可以得出懸架隨車輪跳動度（ Wheel Travel）的變化曲線如圖 9 所示。 圖 9 懸架剛度變化曲線 14 分析 及施加 基本推力 首先創(chuàng)建一個載荷文件給左右輪施加不等的制動力以用來仿真各個轉(zhuǎn)向角，為了計算不等的制動力，假設(shè)給出質(zhì)量為 1400kg 的車輛一個負(fù) 的加速度，其前輪的制動比為 64%，后輪的制動比為 36%，前左輪分配前制動力的 55%、前 右 輪 分 配 前 制 動 力 的 45% ， 前 輪 總 的 制 動 力 為 ：1400kg***=4395N，左前輪制動力為 2417N、右前輪制動力為1978N，如圖 10 所示。 圖10 設(shè)置制動力 定義和施加載荷 ADAMS/Car 懸架系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)仿真是基于懸架試驗(yàn)臺對車輪施加垂直方向運(yùn)動的仿真形式，用戶可以通過執(zhí)行車輪激振、隨遇平衡和轉(zhuǎn)向仿真等一系列試驗(yàn)，測量懸架系統(tǒng)的動力學(xué)性能、變形特性和力傳遞特性。 ADAMS/Car 提供了強(qiáng)大的懸架系統(tǒng)分析功能，如通過車輪的徑向跳動分析車輪的前束角、外傾角、懸架剛度的變化；通過在輪胎接地點(diǎn)施加側(cè)向力和回正力矩，測量前束角和車輪側(cè)偏角的變化；偏 轉(zhuǎn)車輪，測量車輪的轉(zhuǎn)角和阿克曼角的大小等。 通過載荷文件來研究懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特性，如圖 11 所示。 圖 11 施加載荷 后的懸架系統(tǒng) 15 前懸架 系統(tǒng)的仿真曲線 下圖為施加基本推力后的轉(zhuǎn)向輪扭矩與轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線及刮擦半徑與轉(zhuǎn)向角的關(guān)系曲線，如圖 12 和圖 13 所示。 圖 12 轉(zhuǎn)向輪扭矩與轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線 16 圖 13 刮擦半徑與轉(zhuǎn)向角的關(guān)系曲線 4 結(jié)束語 （ 1）文章利用機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件 ADAMS，結(jié)合麥弗遜前懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了合理的參數(shù)化模型，并考慮了彈簧、減震器的物理特性，進(jìn)行了車輪同向激勵仿真試驗(yàn)，得出了車輪定位 參數(shù)的變化規(guī)律。 （ 2）通過對仿真結(jié)果的分析，驗(yàn)證了麥弗遜前懸架設(shè)計的合理性，為后續(xù)懸架的改進(jìn)和整車的設(shè)計提供了重要的參考數(shù)據(jù)。 （ 3） ADAMS/Car 適用于汽車系統(tǒng)動力學(xué)仿真研究，為整車的設(shè)計提供數(shù)據(jù)，從而可以大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大量減少開發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 致謝 本文是在 指導(dǎo) 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 指導(dǎo) 老師具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ， 在治學(xué)及做人方面使我受益匪淺。衷心感謝老師對我的關(guān)心指導(dǎo)和幫助。 17 參考文獻(xiàn) [1]賈長治 .MD ADAMS 虛擬樣機(jī)從入門到精通 .北京：機(jī)械工 業(yè)出版社， [2]陳德民 .精通 ADAMS 2021/2021 虛擬樣機(jī)技術(shù) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [3]范成建 .虛擬樣機(jī)軟件 應(yīng)用與提高 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [4]王成國 .：科學(xué)出版社， 2021 [5]李增剛 .ADAMS 入門詳解與實(shí)例 .北京：國防工業(yè)出版社， [6]陳家瑞 .汽車構(gòu)造 （下冊） [M].北京：人民交通出版社， [7] 雷剛，樊偉 . 基于 ADAMS 的 某 車 麥 弗 遜 前 懸 架 仿 真 的 分 析 . 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