【正文】 ............................................. 12 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向節(jié)建模 ...................................................................... 14 前 后懸架裝配 ...................................................................................... 15 主要零件的 CAE 校核 ............................................................................... 16 本章小結(jié) ...................................................................................................... 18 第 4 章 懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 ...................................................................................... 19 V 懸架仿真簡介 ............................................................................................. 19 懸架仿真發(fā)展與現(xiàn)狀 .......................................................................... 19 懸架的仿真參數(shù)介紹 .......................................................................... 20 ADAMS/CAR 應(yīng)用介紹 ............................................................................ 21 ADAMS 簡介 ....................................................................................... 21 ADAMS/CAR 模塊特點(diǎn) ..................................................................... 21 前懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 ................................................................................. 22 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立 .................................................................................. 22 仿真計(jì)算與結(jié)果分析 .......................................................................... 23 坐標(biāo)數(shù)據(jù)優(yōu)化 ...................................................................................... 24 優(yōu)化結(jié)果分析 ...................................................................................... 25 后懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 ................................................................................. 26 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立 .................................................................................. 26 仿真計(jì)算與結(jié)果分析 .......................................................................... 27 坐標(biāo)數(shù)據(jù)優(yōu)化 ...................................................................................... 28 優(yōu)化結(jié)果分析 ...................................................................................... 29 本章小結(jié) ...................................................................................................... 29 第 5 章 運(yùn)用 AutoCAD 的工程圖繪制 ............................................................... 30 AutoCAD 簡介 ............................................................................................ 30 建立 CAD 國標(biāo)模版 ................................................................................... 30 懸架工程圖繪制 ......................................................................................... 31 本章小結(jié) ...................................................................................................... 33 結(jié) 論 ....................................................................................................................... 34 致 謝 ........................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。懸架是現(xiàn)代汽車的重要組成之一，其對汽車的平順型、操縱穩(wěn)定性、通用性、舒適性及汽車的壽命等多種使用性都有很大影響，因此設(shè)計(jì)優(yōu)良的懸架系統(tǒng)，對提高汽車產(chǎn)品的質(zhì)量有著極大的作用。 以上參數(shù)的選定決定了懸架系統(tǒng)的基本性能，在懸架設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮。 同時(shí)硬件建設(shè)成本的降低節(jié)省了大量的時(shí)間和財(cái)力，為產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場贏得了更多的機(jī)會(huì) [2]。 在眾多的軟件中，汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用的 ADAMS 則是非常具有代表性的一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真軟件。模型全部采用數(shù)字化設(shè)計(jì)，可方便地對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)整以發(fā)現(xiàn)其對各種性能參數(shù)的影響，優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)，最終為企業(yè)提供產(chǎn)品開發(fā)的解決方案。汽車本身是一個(gè)復(fù)雜的多體系統(tǒng)，由于它的作情況、使用環(huán)境的復(fù)雜多變，給汽車動(dòng)力學(xué)研究帶來了很大困難。因此，在許多實(shí)際研究中，不得不把模型簡化，以便使用古典力學(xué)的方法人工求解，從 而導(dǎo)致汽 2 車的許多重要的動(dòng)力學(xué)特性無法得到較精確的定量分析。研究的范圍從局部結(jié)構(gòu)到整車系統(tǒng)，涉及汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方方面面。 優(yōu)化設(shè)計(jì)始于二十世紀(jì)五十年代，普及應(yīng)用于七十年代，是最優(yōu)化數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 采用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)可以最大限度地考慮從不同角度提出的設(shè)計(jì)要求，在各種約束條件下，尋找滿足預(yù)定要求的最優(yōu)汽車動(dòng)力學(xué)性能。優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用最初就是從懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)開始的。 近年來，隨著多體動(dòng)力學(xué)軟件功能的擴(kuò)展，在汽車多體復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型環(huán)境下，對汽車各子系統(tǒng)的性能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化將逐步開始運(yùn)用，從而可以使模型精度和優(yōu)化計(jì)算結(jié)果的精度大大提高，在三維汽車振動(dòng)等效模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用汽車多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型可將更多的影響因素考慮進(jìn)來，如在模型中考慮懸架中采用的橡膠襯套，并計(jì)入懸架彈簧和減振器及輪胎的非線性特性，然后用非線性整車模型進(jìn)行優(yōu)化分析 [7]。但對于控制對象一懸架特性參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化范圍研究也是相當(dāng)重要的，這對開發(fā)出高性能的主動(dòng)或半主動(dòng)懸架系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用。懸架的幾何結(jié)構(gòu)決定著車輛的主銷定位 3 角、轉(zhuǎn)向特性等性能 。 (1)設(shè)計(jì)前麥弗遜懸 架后多連桿懸架系統(tǒng)的車輛模型，得到懸架設(shè)計(jì)參數(shù)。 (3)利用 ADAMS 分別建立前后懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并進(jìn)行 左右輪平行跳動(dòng)工況仿真， 并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到合理的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高車輛的行駛性能。在工程圖繪制過程中，確定各零件配合、定位和公差，并選擇相應(yīng)的加工工藝，提出了合理的技術(shù)要求。這些振動(dòng)與沖擊會(huì)嚴(yán)重影響車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性等重要性能。 汽車懸架系統(tǒng)基本上是由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三大部分組成。 為此，汽車 懸架 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求： (1) 保證汽車有良好的行駛平順性 ； (2) 具有合適的衰減振動(dòng)能力 ； (3) 保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性 ； (4) 制動(dòng)或加速時(shí)保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適 ； (5) 有良好的隔聲能力 ； (6) 結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小 ； (7) 可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命 。由于懸架的參數(shù)影響到許多整車特性，并且涉及其他總成的布置，因而一般要與總布置共同協(xié)商確定 。 前后偏頻 n1， n2 表示各自的自由振動(dòng)頻率，偏頻越 5 小，則汽車的平順性越好 一般對于鋼制彈簧的轎車， n1 約為 1～ ， n2約為 ～ ，非常接近人體步行時(shí)的自然頻率。 懸架的工作行程 懸架的工作行程由靜撓度與動(dòng)撓度之和組成，對于一般轎車而言，懸架總工作行程應(yīng)當(dāng)不小于 160mm。 懸架靜撓度 計(jì)算公式為： 225nfc ? (21) 式中 n——懸架的相應(yīng)偏頻 (Hz)。 懸架的動(dòng)撓度 fd 是指從滿載經(jīng)平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形時(shí)，車輪中心相對車架的垂直位移。 前后懸架 fd+fc 分別為 330mm 和 287mm， 前后懸架皆大約 160mm,故 前后懸架 撓度 都設(shè)計(jì) 符合要求 。 由計(jì)算知： 前懸架剛度為： ； 后懸架剛度為： 20997N/m。由于汽車不可能行駛在絕對平坦的路面上，路面作用于車輪上的垂直反力，往往是沖擊性的。為了緩和這種沖擊力，在汽車行駛系中，除了采用彈性的充氣輪胎以外，還在懸架中裝有彈性元件，使車身 (或者車架 )和車輪 (或者車橋 )之間作為彈性聯(lián)系 [9]。 由計(jì)算知 ， 前懸架彈簧直徑為 12mm； 后懸架彈簧直徑為 14mm。汽車受到不平路面沖擊后，將產(chǎn)生振動(dòng)，這種持續(xù)的振動(dòng)容易使乘員感到不舒適和疲勞，因此懸架 中安裝有減振器，使振動(dòng)迅速衰減，以改善汽車的行駛平順性。 相對阻尼系數(shù) ψ選擇 相對阻尼系數(shù) ψ 的物理意義是 ： 減振器的阻尼作用在與不同剛度 c 和不同簧上質(zhì)量 ms 的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對阻尼系數(shù) ψY 取得小些，伸張行程時(shí)的相對阻尼系數(shù) ψS 取得大些。設(shè)計(jì)時(shí)，先選取 ψY 與 ψS 的平均值 ψ。為避免懸架碰撞車駕，取 ψY=。 減 振 器 阻尼系 數(shù)設(shè)計(jì) 減振器的阻尼系數(shù) 計(jì)算公式為： scm?? 2? (24) 懸架系統(tǒng)固有頻率 為： smc?? (25) 實(shí)際上，應(yīng)根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù)。 后懸架為多連桿懸架，其阻尼系數(shù)為 ： aa bms 222cos2 ??? ? (27) 式中 ψ——相對阻尼系數(shù)； ms——后懸架簧上質(zhì)量 (kg)； ? ——汽車后懸架固有頻率 (Hz)； a——后懸架下橫臂長度 (mm)； b——后懸架 上 橫臂 長度 (mm)。 8 減振器最大卸荷力 F0的確定 為減小傳到車身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器打開卸荷閥 ， 此時(shí)的活塞速度稱為卸荷速度 vx。40mm； ? ——汽車后懸架固有頻率 (Hz)； a——后懸架下橫臂長度 (mm)； b——后懸架上橫臂長度 (mm)。=， 符合 vx在 ～ 之間范圍要求。 該 式中， c 是沖擊載荷系數(shù)，取 c=。 減 振 器工作缸直徑確定