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麥弗遜懸架優化設計及其對擺振的影響論文

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更新時間：2012-04-05
發布人：zsw5460562

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麥弗遜懸架優化設計及其對擺振的影響麥弗遜懸架優化設計及其對擺振的影響

摘要：利用多體系統動力學理論，將麥弗遜懸架作為研究對象。采用優化后的前懸架系統，可以使整車的高速擺振幅值明顯減小，而且使整整車操縱穩定性得以提高。可見，減小擺振刻不容緩。
關鍵詞：汽車、麥弗遜懸架、擺振
麥弗遜式獨立懸架具有結構簡單、維修方便等眾多優點, ．如果懸架結構設計不合理，汽車行駛時會出現前輪擺振現象，使汽車的操縱穩定性變壞，增加有關零部件的動載荷，減少其使用壽命，降低汽車行駛的安全可靠性。
利用機械系統動力學分析軟件ADAMS,2005 中的ADAMS/Car 模塊建立具有麥弗遜前懸架系統的整車模型，并且利用ADAMS/Insight 模塊對前懸架系統參數進行優化設計，達到減小擺振的目的。
1 整車多體動力學模型的建立
采用ISO 坐標制建模，坐標系OXYZ 固結于車身，其原點O 位于兩前輪輪心連線的中點前方2,mm處，X 軸平行于地面指向車輛前進的反方向；Y 軸平行于地面指向駕駛員右側；根據右手法則，Z 軸垂直于地面指向上方。
ADAMS/Car 的建模過程采用自下而上的順序，將各整車子系統模板模型添加力元素及模板之間的信號交換器，分別建立前后懸架、轉向系統、前后輪、傳動系統、車身系統等子系統模型，輸入各個零部件的質量、轉動慣量參數和各總成的結構參數，將所有子系統進行裝配，建立一個精確的整車模型，
根據式(1)計算系統自由度：F = 6× n -−m (1)式中：F 為自由度數；n為物體數；m 為約束方程數．
對整個前懸架系統的運動學分析表明：整個前懸架系統具有5 個自由度，分別為左右前懸架相對獨立的上下運動、左右車輪繞各自輪轂軸相對獨立的轉動和共同繞主銷的轉向運動，滿足研究前輪擺振的基本條件．對研究所需的整車動力學模型，是以其剛性運動學模型為基礎，將具有彈性聯結點的鉸鏈處理為彈性鉸鏈。需要注意的是，彈性鉸鏈定義了兩個相對運動部件之間6 個自由度的力的關系，因此，彈性鉸鏈的引入會釋放由剛性鉸鏈所約束的自由度，從而，含柔性元素的多體模型的自由度不僅包括多剛體模型的自由度，而且還包括由于彈性鉸鏈的引入而釋放的被約束的自由度，使前懸架系統的自由度由五個增加到三十五個，整車自由度為七十六個．因此模型能夠比較準確地模擬實際整車各個部件的功能情況，模型在結構上與原車的結構比較接近，可進行擺振、整車操縱穩定性的仿真實驗。
2 前懸架系統參數的優化
麥弗遜懸架由于主銷軸線位置在減振器與車身連接鉸鏈中心和下控制臂與轉向節連接鉸鏈中心的連線上，如果懸架結構設計不當，當懸架在變形時，主銷軸線也隨之改變，前輪定位參數和輪距變化量可能很大，就會大大影響汽車產品的使用性能(如轉向沉、擺振、輪胎偏磨等)．因此，設計時導向機構在車輪的上下跳動過程中，應不使前輪的定位參數變化過大，車輪與導向機構應運動協調。
2.1 懸架優化設計方案
懸架優化設計的任務是，在輪跳范圍內確定懸架系統各硬...

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