【正文】
pression 系統(tǒng)彈出函數(shù)編輯器,如圖43,需要輸入設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer”的X坐標(biāo)的函數(shù)表達(dá)式(圖44):.+.*cos(.)*sin(.)圖 43 函數(shù)編輯器 Function Editor圖 44 設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer”的X坐標(biāo)的函數(shù)表達(dá)式 the function expression of design point UCA_outer′X coordinate 具體編輯方法如下:在函數(shù)編輯器下部的“Getting Object Data”選項(xiàng)欄中選擇“Design Points”,輸入設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_outer”的名稱可以通過(guò)鼠標(biāo)右鍵PointguessesLCA_outer選取,單擊“Get Data Owned By Object”,選擇“l(fā)oc_x”,按“OK”,系統(tǒng)選取設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_outer”的X坐標(biāo)值“.”。在“Getting Object Data”選項(xiàng)欄中選擇“Design Variables”,輸入設(shè)計(jì)變量“DV_1”的名稱(鼠標(biāo)右鍵VariableguessesDV_1),單擊“Insert Object Name”按鈕,系統(tǒng)選取設(shè)計(jì)變量DV_1的值:“.”,同樣可以獲得設(shè)計(jì)變量“DV_2”和“DV_3”的值,按照函數(shù)關(guān)系編輯函數(shù)表達(dá)式的值之后,按“Evaluate”按鈕,函數(shù)編輯器計(jì)算函數(shù)表達(dá)式的值,并在“Function Value”欄中顯示出來(lái),和列表編輯器中的值對(duì)比無(wú)誤后按“OK”將函數(shù)表達(dá)式輸入到設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer”的X坐標(biāo)欄中。以相同的方法,在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer”的Y坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*cos(.)*cos(.)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_outer”的Z坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*sin(.)II. 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner”的X坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*cos(.)*cos(.)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner”的Y坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*cos(.)*sin(.)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“UCA_inner”的Z坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*sin(.)III. 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner”的X坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*cos(.)*cos(.)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner”的Y坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*cos(.)*sin(.)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“LCA_inner”的Z坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+.*sin(.)IV. 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“Knuckle_inner”的X坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+109*cos(.)*sin(.)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“Knuckle_inner”的Y坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+109*cos(.)*cos(.) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“Knuckle_inner”的Z坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.+109*sin(.)V. 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“Knuckle_outer”的X坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.*cos()*cos(1d)在設(shè)計(jì)點(diǎn)“Knuckle_outer”的Y坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.*cos()*sin(1d) 在設(shè)計(jì)點(diǎn)“Knuckle_outer”的Z坐標(biāo)欄中編輯表達(dá)式為:.*sin()將以上所有函數(shù)表達(dá)式輸入完之后,單擊列表編輯器的“OK”就可將設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)化。 物體的參數(shù)化在ADAMS/View的工作窗口中,把光標(biāo)置于主銷(Kingpin)上,單擊鼠標(biāo)右鍵,選擇Modify,對(duì)主銷的圓柱體進(jìn)行自行定義。彈出的修改圓柱體對(duì)話框中,將圓柱體長(zhǎng)度(Length)設(shè)置為變量“.”(可以通過(guò)鼠標(biāo)右鍵來(lái)選取),如圖45所示,完成主銷的參數(shù)化。圖 45 修改圓柱體對(duì)話框 Dialog of Modify cylinder與此方法類似,把上橫臂(UCA)的圓柱體長(zhǎng)度(Length)設(shè)置為變量“.”,把下橫臂(LCA)的圓柱體長(zhǎng)度(Length)設(shè)置為變量“.”。把拉臂(Pull_arm)的圓柱體長(zhǎng)度(Length)用下面的函數(shù)表達(dá)式表示,如圖46所示:SQRT((.)**2+(.)**2+(.)**2)圖 46 用函數(shù)編輯器定義拉臂的圓柱體長(zhǎng)度 Modifying the length of the cylinder to pull the arm with the function editor在ADAMS/View的“File”菜單欄中調(diào)用“Save Database”命令,保存此時(shí)的前懸架模型。5 前懸架模型的優(yōu)化 定義目標(biāo)函數(shù)我們以降低輪胎的磨損量為最終優(yōu)化目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)為車輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量的絕對(duì)值,通過(guò)對(duì)上橫臂的長(zhǎng)度,上橫臂在汽車橫向平面內(nèi)的傾角、下橫臂的長(zhǎng)度以及下橫臂在汽車橫向平面內(nèi)的傾角四個(gè)對(duì)象的優(yōu)化分析,讓目標(biāo)函數(shù)的絕對(duì)值達(dá)到最小以達(dá)到優(yōu)化目的。在ADAMS/View菜單欄中調(diào)用“BuildMeasureFunctionNew”命令,創(chuàng)建目標(biāo)函數(shù),在彈出的對(duì)話窗中輸入測(cè)量名稱(Measure Name)為:“OBJECT_FUN”,單位選項(xiàng)欄中選擇“l(fā)ength”,借助于函數(shù)編輯器提供的基本函數(shù)和之前創(chuàng)建的測(cè)量函數(shù)編輯目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為(如圖51):ABS(.)圖 51 目標(biāo)函數(shù)OBJECT_FUN的編輯 Edit the objective function“OBJECT_FUN”單擊右下角的verify(判定)按鈕,出現(xiàn)如圖52所示對(duì)話框表明函數(shù)無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤,單擊“OK”,完成目標(biāo)函數(shù)“OBJECT_FUN”的創(chuàng)建。圖 52 判定函數(shù)有無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤 Discriminant function syntax errors系統(tǒng)生成目標(biāo)函數(shù)的曲線窗口,單擊仿真按鈕,輸入終止時(shí)間為1(s),工作步為100,對(duì)懸架模型進(jìn)行仿真,可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的值始終是正值。 參數(shù)的優(yōu)化在ADAMS/View菜單欄中,調(diào)用“Simulate”菜單中的“Design Evaluation”命令,系統(tǒng)會(huì)彈出優(yōu)化設(shè)計(jì)變量對(duì)話窗,優(yōu)化函數(shù)為測(cè)量的目標(biāo)函數(shù)“OBJECT_FUN”的最大值(Maximum),優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量為“DV_4”、“DV_5”、“DV_7”和“DV_8”,優(yōu)化目標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)取最小值,如圖53所示。圖 53 優(yōu)化設(shè)計(jì)變量對(duì)話窗口 The dialog window of optimizing design variables 單擊對(duì)話窗口底部的“Output”按鈕,在彈出的設(shè)置仿真對(duì)話窗中選擇“Save Files”選項(xiàng),用于輸出優(yōu)化結(jié)果文件,如圖54所示,單擊“Close”。圖54 設(shè)置仿真選項(xiàng) Setting simulation options單擊優(yōu)化窗口右下角的Optimizer...按鈕,設(shè)置算法Algorithm為OPTDESSQP,,如圖55所示,單擊Close關(guān)閉窗口。圖55 求解器設(shè)置 Solver Settings 單擊對(duì)話窗口底部的“Start”按鈕,ADAMS/View隨即對(duì)已建立的汽車雙橫臂式前獨(dú)立懸架模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析,系統(tǒng)同時(shí)生成目標(biāo)函數(shù)“OBJECT_FUN”相對(duì)迭代次數(shù)變化的曲線窗口,系統(tǒng)完成對(duì)汽車前懸架模型的優(yōu)化之后,通過(guò)曲線窗口就可以直觀地看到目標(biāo)函數(shù)在優(yōu)化過(guò)程中的變化情況,如圖56和57所示。圖 56 目標(biāo)函數(shù)變化曲線窗口 Curve of the changing OBJECT_FUN圖 57 目標(biāo)函數(shù)相對(duì)迭代次數(shù)的變化曲線 Curve of the changing OBJECT_FUN due to the change in the number of iterations優(yōu)化完成之后單擊優(yōu)化窗口單擊優(yōu)化設(shè)計(jì)變量對(duì)話窗口底部的按鈕,彈出優(yōu)化結(jié)果列表對(duì)話窗口,在“Result Set”選項(xiàng)欄中選擇結(jié)果文件Optimization_Results,如圖61所示,按“OK”。系統(tǒng)彈出顯示優(yōu)化結(jié)果的信息窗口,如圖62所示。圖 61 設(shè)計(jì)評(píng)估結(jié)果表 Design evaluation results table圖 62 信息窗口 The information window6 結(jié)論 本文在掌握懸架系統(tǒng)組成、分類、作用和國(guó)內(nèi)外大量研究的基礎(chǔ)上,利用ADAMS 軟件對(duì)汽車雙橫臂式前獨(dú)立懸架進(jìn)行了虛擬樣機(jī)建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析與比較,并利用 ADAMS對(duì)所建懸架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)懸架進(jìn)行一定程度的優(yōu)化設(shè)計(jì),也改善了汽車的行駛平順性和安全性。從優(yōu)化結(jié)果可以看出:上橫臂的長(zhǎng)度(DV_4),上橫臂在汽車橫向平面內(nèi)的傾角(DV_5)、下橫臂的長(zhǎng)度(DV_7)以及下橫臂在汽車橫向平面內(nèi)的傾角(DV_8)、176。、176。,%,降幅比較明顯,此次優(yōu)化大大的降低了輪胎的磨損量,基本達(dá)到了我們的目標(biāo)。汽車懸架系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)仿真分析具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)都要通過(guò)多次物理樣機(jī)的實(shí)驗(yàn),花費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢。而虛擬樣機(jī)技術(shù)是在不制造出物理樣機(jī)的情況下,通過(guò)計(jì)算機(jī)的仿真分析提供懸架設(shè)計(jì)的仿真數(shù)據(jù),為實(shí)際懸架系統(tǒng)的定型設(shè)計(jì)提供依據(jù)。通過(guò)設(shè)計(jì)和仿真分析可以指導(dǎo)獨(dú)立雙橫臂懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì),縮短開(kāi)發(fā)周期,減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本。7 根據(jù)已有參數(shù)結(jié)合優(yōu)化結(jié)果畫(huà)出懸架的裝配圖參考文獻(xiàn)[1] 齊志鵬.汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修[M].北京:人民郵電出版社,2002,(1):18.[2] 成家瑞.汽車構(gòu)造(下)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.[3] [德]HP威魯走特.車輛動(dòng)力學(xué):模擬及其方法(第1版)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.[4] Adaptive Control for Vehicle Suspension Proceeding of 6th IAVSDSymposium On the dynamics of vehicle 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