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基于ADAMS的汽车悬架系统结构优化仿真
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吴忘先。孙跃东
WU
Zhi.xian。SUN
Yue_dOng
(上海理工大学机械工程学院.上海200093)
擒耍t应用ADAMs/car软件建立某轿车的双横臂独立前悬架。对影响汽车操纵稳定性的前轮定位参
数进行双轮同向跳动仿真。应用ADAMs/InsIght模块,以车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾
角和前束角为设计目标对悬架的结构关键点进行优化分析。优化目标为:使前轮定位参数在车
轮跳动的过程中的变化量处在更合理的范围内,从而使悬架的运动特性更符合理想设计值。
关键词:ADAMs;悬架;结构优化;仿真
中田分类号:U461
文献标识码:A
文章编号:1
009—01
34(201
2)05(下)一0084—03
Doj:10.3969/J.fssn.1
009—01
34.2012.5(下).24
0引言
悬架是现代汽车上的重要总成,它把车架与
车轴弹性地连接起来。其主要任务是在车轮与车
架之间传递所有的力和力矩,缓和由路面不平传
给车架的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的
振动,控制车轮的运动规律,以保证汽车具有需
要的平顺性和操纵稳定性…。车轮的定位参数对
汽车的操纵稳定性、转向性能和轮胎的寿命等有
重要影响,在行驶过程中,车轮定位参数会随着
车轮相对于车架的运动和车轮受力而发生变化。
ADAMS是目前世界上应用最广泛的多体系
统仿真分析软件,应用它可以方便地建立参数化
的实体模型,并采用多体动力学原理进行仿真。
ADAMS,car是一种基于模板的建模和仿真工具,
大大加速和简化了建模的步骤。只需要在模板中
输入必要的数据,就可以快速建造悬架高精度虚
拟样机,并进行仿真。ADAMS,Insigllt可以用来进
行单目标或多目标优化,其本质在多个设计参数
的不同组合中优化目标‘w】。本文利用这一工具对
某车型前悬架结构关键点进行大量的优化,减小
了定位参数在悬架相对于车架运动过程中的变化,
从而使各参数保持在理想值范围内。
1建立悬架多体动力学模型
1.1建立硬点
由于悬架的对称结构,所以只需建立左半边
的模型即可。首先定义系统模型的绝对坐标,然
后建立左半边悬架的硬点坐标。该悬架模型的硬
点坐标通过相关装配图纸得到。
1.2建立零件
在模板模式下建立零件、选择参考类型、参
考点、零件的质量、质心位置及相对于质心的转
动惯量。模型中所用衬套、减震器、扭杆弹簧、
横向稳定杆等的力学特性数据由厂家提供。
1.3定义约束
通过约束将各零件连接起来,从而构成子系统
结构模型。在此模型中,车身部件和大地之间的约
束为固定副。下臂和转向节之间的约束为球绞,下
臂和车身部件之间添加两个衬套力。上臂和转向节
之间的约束为球绞,上臂和车身部件之间添加两个
衬套力。上支柱和车身之间的约束为虎克绞,下支
柱和下臂之间的约束为球绞。上下支柱之间的约束
为移动副。横向拉杆和转向拉杆之间的约束为虎克
绞,横向拉杆和转向节之间的约束为球绞嘲。
检查模型的拓扑结构关系,最后完成的模型
如图1所示:
图l
双横臂悬架左半边模型
啦1日_:201l一1l一28
基金璜目:上海市研究生创新基金项目
作者_,}:吴志先(1986一),男,内蒙古赤峰人,硕士研究生,研究方向为汽车动力学。
【融】
第34卷第5期2012—5(下)
万方数据