【導(dǎo)讀】夏利轎車(chē)前懸所使用的是麥弗遜式獨(dú)立懸架。麥弗遜式獨(dú)立懸架有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、占用空間小等眾多優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代輕型汽車(chē)中得到了廣泛運(yùn)用。為了闡述懸架的設(shè)計(jì)過(guò)程，說(shuō)明書(shū)分別從設(shè)計(jì)計(jì)算、仿真分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等。方面對(duì)夏利用麥?zhǔn)綉壹艿脑O(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了介紹。同時(shí)，運(yùn)用機(jī)械優(yōu)化理論，以干涉量的加權(quán)均值為目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化。了轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開(kāi)點(diǎn)的位置。附錄中還提供了基于MATLAB的仿真、優(yōu)化程序和基。于UG的夏利汽車(chē)車(chē)輪自生成程序。

　　

【正文】 0::260] for sz=[135::142] for i=1:j lj=(PP(j,1)sx)^2+(PP(j,2)sy)^2+(PP(j,3)sz)^2。 gg=gg+lj。 end mb=sqrt(gg/j)。 if bjmb bj=mb。 sxopt=sx。 syopt=sy。 szopt=sz。 end end end end ，車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)干涉量的值，以矩陣形式表示； for xi=1:j 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) gq(xi)=sqrt((PP(xi,1)s0(1,1))^2+(PP(xi,2)s0(2,1))^2+(PP(xi,3)s0(3,1))^2)。 gh(xi)=sqrt((PP(xi,1)sxopt)^2+(PP(xi,2)syopt)^2+(PP(xi,3)szopt)^2)。 end 、線寬、顏色的情況下用 plot3和 plot命令分別畫(huà)出， E點(diǎn)的三維運(yùn)動(dòng)軌跡和干涉量前后對(duì)比曲線，程序如下 。 figure(1)。 plot(qsl,derta,39。r39。)。 title(39。前輪前束量 39。)。text(0,0,0,39。origin39。)。 xlabel(39。輪距變化量 39。)。 ylabel(39。前輪前束量 39。)。 grid。 figure(2)。 plot(gq,derta,39。r39。)。 title(39。干涉量 優(yōu)化前后比較 39。)。text(0,0,0,39。origin39。)。 xlabel(39。輪距變化量 39。)。 ylabel(39。前輪前束量 39。)。 grid。 hold on plot(gh,derta,39。b39。)。 運(yùn)用 MATLAB編程（源程序見(jiàn)附錄 C）可得到如圖 。對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 圖 轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開(kāi)點(diǎn)優(yōu)化前后干涉量的比較關(guān)系 具體運(yùn)算過(guò)程見(jiàn)程序。從斷開(kāi)點(diǎn)優(yōu)化前后干涉量的比較關(guān)系圖 上可以看出，在新的斷開(kāi)點(diǎn)位置下干涉量的加權(quán)平均值明顯減?。t線），意味著車(chē)輪上下時(shí)轉(zhuǎn)向橫拉桿與懸架運(yùn)動(dòng)之間的干涉量明顯減小，汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性能得以提高?？衫玫玫降慕Y(jié)果對(duì)主轉(zhuǎn)向臂進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 4 關(guān)鍵零部件的校核 螺旋彈簧的強(qiáng)度校核 在彈簧受到較大的垂向載荷時(shí)，彈簧可能因?yàn)檫^(guò)大的高徑比而出現(xiàn)彎曲失穩(wěn)現(xiàn)象，根據(jù)文獻(xiàn) [16]可知當(dāng)彈簧的高徑比小于 。 高徑比 b： b===≤ （ ） 滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。 實(shí)際彈簧剛度： K4yx39。s39。==N/m （ ） 平衡位置彈簧所受的壓縮力： P=)cos(cosN039。vαδββ?+= （ ） 相應(yīng)的彈簧變形： 4339。==Δ= （ ） 平衡位置時(shí)的彈簧長(zhǎng)度（上、下彈簧座的實(shí)際位置）： H=H0Δ== （ ） 3. 彈簧對(duì)整車(chē)的影響 根據(jù)彈簧的實(shí)際剛度及懸架的行程傳遞比及力的傳 遞比可以計(jì)算出懸架的實(shí)際線剛度： K4yx39。s39。=== （ ） 進(jìn)而可得到汽車(chē)的偏頻： 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) f39。==ππ = （ ） 對(duì)阻尼比 ξ 進(jìn)行檢驗(yàn)： ξ 39。== = （ ） 根據(jù)夏利原型車(chē)的參數(shù)要求，經(jīng)比較可知此設(shè)計(jì)方案滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 橫向穩(wěn)定桿的強(qiáng)度校核 Ⅱ 型橫向穩(wěn)定桿的強(qiáng) 度校核須對(duì)下述三處進(jìn)行 [1： 7] （圖 ）： 圖 橫向穩(wěn)定桿的中部 端部向外彎的距離越大（ LsLs’），此區(qū)域的應(yīng)力 1vζ將越大。 1vζ=)ll1(ldfC23276731s1sAλαπ+? （ ） l6=0。 1LL39。ss?=λ (Ls’=725)。 fs=88mm。 Cs1=Cs[d1/d0]4。 Aα：比應(yīng)力 (Aα=)。 運(yùn)算結(jié)果為： 1vζ= （圖 ）： 上述關(guān)系也適用于點(diǎn) H處的 應(yīng)力 2vζ：線段 l5=(LsLs’)越大，其應(yīng)力越高。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 圖 橫向穩(wěn)定桿的中段鉸接處 2vζ=2A275731s1s)2()ll(ldfC32απ+???? （ ） 各參數(shù)的定義同上，運(yùn)算結(jié)果為： 2vζ= （圖 ）： 圖 橫向穩(wěn)定桿圓角過(guò)渡處 盡管通常此處比中段產(chǎn)生的應(yīng)力較低，但由于疲勞應(yīng)力的作用，多半會(huì)在此處發(fā)生斷裂。按橫向穩(wěn)定桿中線所確定的半徑 R越大，其應(yīng)力就越高。線段 l9的符號(hào)是個(gè)有影響的參數(shù)，應(yīng)將其納入計(jì)算公式中。算出比值 p=R/l1和 q=l9/l10后，可通過(guò)查圖表確定系數(shù) Km。桿端向外彎曲 l9越小， Km值就越小，因而應(yīng)力也越小。 R=18mm。 l9=0。 l10=523mm。 P=R/l10=。 q=l9/l10=0 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 根據(jù) p、 q查圖可得 Km=。 3vζ= m1031s1sKldfC32???π （ ） 運(yùn)算結(jié)果為： 3vζ= 按上述三個(gè)應(yīng)力中最大者 校核所設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定桿的可行性： 許用應(yīng)力 1Bwζ 3,2,1vs3,2,≥=≥= 式中，ν：強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)，ν =~。 因?yàn)? 11,2,==≥=， 所以穩(wěn)定桿的強(qiáng)度足夠。 由上述公式可以看出，：剛度取決于傳遞比，即應(yīng)盡可能使橫向穩(wěn)定桿的固定點(diǎn)靠近車(chē)輪；為縮短的長(zhǎng)度，鉸接點(diǎn)應(yīng)盡可能地外移。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 結(jié)論 本畢業(yè)設(shè)計(jì)根據(jù)夏利某改型車(chē)給定的設(shè)計(jì)要求，分別從設(shè)計(jì) 、制造、仿真分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面著手，完成了懸架中關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的仿真分析、轉(zhuǎn)向斷開(kāi)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等工作。從而較系統(tǒng)地闡述了夏利轎車(chē)用麥弗遜式前懸架的設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程，這對(duì)生產(chǎn)實(shí)際具有一定的指導(dǎo)意義。 作為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)目的重在對(duì)課本知識(shí)的鞏固和運(yùn)用。因此，文章從和書(shū)本知識(shí)結(jié)合較緊密的計(jì)算開(kāi)始，分別從零件的結(jié)構(gòu)形式和受力分析兩方面對(duì)懸架中關(guān)鍵零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)它們的可行性進(jìn)行了校核。然后，文章又不拘泥于課本知識(shí)，在對(duì)懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，運(yùn)用 MATLAB軟件的混合編程模塊開(kāi)發(fā)了 開(kāi)放性程序，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度對(duì)懸架進(jìn)行了分析。之所以說(shuō)程序是開(kāi)放性的有兩方面的原因。一方面，它可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車(chē)型的麥弗遜式懸架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，只要根據(jù)其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在三維空間中的坐標(biāo)值修改附錄 D中的數(shù)據(jù)文件即可；另一方面，優(yōu)化程序不僅可以對(duì)轉(zhuǎn)向橫拉桿的斷開(kāi)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，同時(shí)，也可以對(duì)其他零件如下擺臂的鉸接點(diǎn)等進(jìn)行優(yōu)化。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在北京理工大學(xué)完成的，在此過(guò)程中我遇到了很多以前沒(méi)有接觸過(guò)的問(wèn)題，在查閱大量資料的基礎(chǔ)上和老師、同學(xué)的幫助下這些問(wèn)題基本得到了解決。但限于篇幅和設(shè)計(jì)時(shí)間 ， 尚有很多值得深入研究和改進(jìn)的 地方。如本文在建立物理模型和數(shù)學(xué)模型時(shí)，對(duì)左前車(chē)輪和懸架單獨(dú)考慮，而沒(méi)有考慮左右車(chē)輪在轉(zhuǎn)向時(shí)的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，盡管對(duì)優(yōu)化結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生較大影響，但總的來(lái)說(shuō)存在一定偏差。如果同時(shí)對(duì)左右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開(kāi)點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化，需要先確定內(nèi)側(cè)或者外側(cè)的車(chē)輪轉(zhuǎn)角，然后按照阿克曼原理計(jì)算出另外一側(cè)車(chē)輪的理想轉(zhuǎn)角，將理想轉(zhuǎn)角和實(shí)際轉(zhuǎn)角之差的絕對(duì)值作為另一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，這樣，對(duì)左右兩側(cè)橫拉桿斷開(kāi)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化就變成了一個(gè)多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題。 參考文獻(xiàn) [1]林重博 .夏利轎車(chē)懸架結(jié)構(gòu)分析 .汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā) [J]， 1997，第 5期 :18 24. 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