5.2悬挂动力学解析
5.2悬挂动力学解析

5.2 汽车悬架动力学研究目的及意义悬架是现代汽车最重要的总成之一,它把车轮和车身弹性地连接起来,传递它们之间一切力和力矩,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷,以保证汽车的平顺性。
现代汽车的高速行驶对悬架提出越来越高的要求,不仅具有减振性能,而且具备良好的导向特性,车轮定位参数随车轮跳动和外力而变化对汽车的操纵稳定性有十分重要的影响。
此外悬架的合理设计需要对悬架各个构件以及铰接在各种工况下受力变形情况作出分析,以满足强度和刚度的需要。
在本项目中由于采用了参考车辆的悬架参数,所以我们有必要对各个定位参数进行分析,选择合理的悬架参考位置坐标。
5.2.1A DAMS软件及其在悬架运动学/动力学中的应用ADAMS软件的简单介绍ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 全称是机械系统自动动力学分析软件,它是目前世界范围内最广泛使用的多体系统仿真分析软件。
通过预测和分析多体系统经受大位移运动时的性能,ADAMS可以帮助改进各种多体系统的设计,从简单的连杆机构到广泛使用的车辆系统。
ADAMS软件可以方便地建立参数化实体模型,并应用了多刚体系统动力学原理进行仿真计算。
只要用户输入具体多刚体系统的模型参数,ADAMS软件就可以根据多刚体系统动力学原理,自动建立动力学方程,并用数值分析的方法求解这个动力学方程,这就给多体系统的计算带来了方便。
而且ADAMS软件建模仿真的精度和可靠性在所有的动力学分析软件中是最好的。
国外有人用ADAMS软件对Ford BroncoII进行整车操纵模拟的仿真分析。
在车速为20m/s、0.4s内输入阶跃激励下,横摆角速度和侧向加速度曲线的数值仿真结果与实验结果具有很好的一致性。
基于这些优点本课题将采用ADAMS仿真分析软件来对悬架运动学和弹性运动学,以及动力学进行初步的计算机仿真分析。
ADAMS使用交互式图形环境和部件库、约束库、力库用堆积木方式建立三维机械系统参数化模型,并通过对其运动性能的仿真分析和比较来研究“模拟样机”可供选择的设计方案。
飞机起落架悬挂系统动力学特性分析

飞机起落架悬挂系统动力学特性分析飞机起落架是飞机的重要组成部分,其主要作用是支持飞机在地面起落过程中的安全和平稳。
悬挂系统作为起落架的关键组件之一,对飞机的动力学特性有着重要的影响。
本文将对飞机起落架悬挂系统的动力学特性进行分析和探讨。
首先,我们来介绍一下飞机起落架悬挂系统的主要组成部分。
悬挂系统主要包括悬挂支架、油管、液压缸、减振器等多个部件。
其中,悬挂支架是飞机起落架的主体部分,负责连接起落架与飞机机身,并通过液压缸实现起落架的收放。
减振器则主要起到减震作用,确保飞机在起降过程中的稳定性。
在飞机起降过程中,悬挂系统的动力学特性显得尤为重要。
首先是起飞时的抬轮过程。
当飞机加速到一定速度后,飞行员会操作起落架的收放按钮或拉动手柄,使起落架抬升。
在这个过程中,悬挂系统需要足够的刚度和强度来支撑飞机的重量。
同时,为了保证起落架平稳地抬升,悬挂系统的减振器也需要具备一定的减震性能,以增加飞机的稳定性。
接下来是降落时的起落架展开过程。
当飞机降落时,飞行员会将起落架展开,准备接触地面。
此时,悬挂系统需要具备一定的弹性来吸收降落冲击力,减小对飞机结构的冲击,从而保护飞机不受损坏。
悬挂系统的减振器在这个过程中起到了重要的作用,通过减震和缓冲的方式,降低对飞机和乘客的冲击,确保起落过程的平稳进行。
飞机起落架悬挂系统的动力学特性还与飞机的几何参数和弹性特性密切相关。
例如,飞机的重量分布、机身硬度、减振器的刚度等都会对悬挂系统的动力学行为产生影响。
这些参数的变化将直接影响到起落架在起降过程中的振动特性和减震效果。
此外,飞机起落架的悬挂系统还需要考虑外界环境因素的影响。
例如,起飞和降落过程中的风速、地面条件、温度等都会对悬挂系统的动力学特性产生一定的影响。
同时,不同机型的飞机起落架悬挂系统也存在差异,其动力学特性也有所不同。
因此,在实际应用中需要对不同条件下的飞机起落架悬挂系统进行研究和优化设计,以满足各种工况下的要求。
汽车悬架系统动力学研究剖析

汽车悬架系统动力学研究剖析汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一,它承担着减震、支撑车身、提供舒适性、保证车辆操控性的重要功能。
随着汽车技术的不断发展,对汽车悬架系统的要求也越来越高。
本文将对汽车悬架系统的动力学研究进行剖析,从力学角度探讨悬架系统的运动规律和影响因素。
汽车悬架系统的动力学研究主要包括悬架系统的振动、冲击与控制。
悬架系统的振动是指汽车在不同路面条件下的颠簸现象,这种振动会直接影响到车辆的行驶舒适性和操控性能。
冲击则是指车辆在行驶过程中遇到的突然上升或下降的力,这种冲击会对车辆的稳定性和安全性造成影响。
控制则是指通过悬架系统的特性调整,来保持车辆的稳定性和操控性能。
悬架系统的振动主要通过弹簧和减振器来吸收和控制。
弹簧是悬架系统的主要支撑元件,它能够通过储存和释放能量,来实现对车身的支撑。
而减振器则主要用于控制车身在弹簧的作用下产生的振动,使车身保持平稳。
这两个元件的组合和特性对车辆的振动特性起着至关重要的作用。
悬架系统的冲击主要通过减震器来控制。
减震器是悬架系统中的关键元件,它能够通过阻尼力来减缓车身的冲击,从而使车辆在行驶过程中更为稳定和安全。
减震器的阻尼特性和调节方式对车辆的冲击响应有着直接的影响。
悬架系统的控制主要是通过悬架系统的参数调节和悬架控制系统来实现。
悬架系统的参数调节包括弹簧刚度、减振器的阻尼特性等,通过调整这些参数,可以实现对车辆振动和冲击的控制。
而悬架控制系统则是指通过电子控制单元(ECU)来感知车辆的运动状态,并通过调节悬架系统的特性,来实现对车辆悬架系统的控制。
这种控制方式可以使得悬架系统根据不同的路面、驾驶条件和驾驶模式进行调节,从而提供更好的行驶舒适性和操控性能。
除了悬架系统的振动、冲击和控制外,悬架系统的动力学研究还包括悬架系统的动力学建模和优化设计。
动力学建模是指通过建立悬架系统的数学模型,来研究悬架系统的振动、冲击和控制特性。
优化设计则是指通过分析悬架系统的动力学特性和需求,对悬架系统的结构和参数进行优化,以提高悬架系统的性能和效能。
车辆悬挂系统动力学响应分析

车辆悬挂系统动力学响应分析近年来,随着汽车行业的发展,人们对车辆性能和舒适性的要求也越来越高。
而车辆悬挂系统作为保障车辆稳定性和乘坐舒适性的重要组成部分,其动力学响应的分析显得尤为重要。
本文将从理论与实践两个方面论述车辆悬挂系统动力学响应分析的相关内容。
一、车辆悬挂系统的基本原理车辆悬挂系统主要由弹簧、减振器和悬挂臂等组件构成。
弹簧起到载荷支撑的作用,减振器则用于吸收车辆运动中产生的振动能量。
悬挂臂则起到连接车架和车轮的作用,使得车轮能够相对于车架进行垂直运动。
这些组件共同作用,使得车辆在行驶过程中能够保持相对稳定的状态。
二、车辆悬挂系统动力学响应的分析方法1. 数学模型的建立要进行车辆悬挂系统的动力学响应分析,首先需要建立数学模型。
常见的方法是采用多体动力学理论,将车辆和悬挂系统抽象为刚性多体系统。
通过运用牛顿运动定律,可以得到车辆在不同路面条件下的运动方程。
2. 动力学响应参数的计算在模型建立后,需要计算车辆悬挂系统的动力学响应参数。
常见的参数包括悬挂系统的频率响应、振幅响应以及相位响应等。
这些参数的计算可以通过数值仿真方法或实际试验得到。
3. 动力学响应性能的优化通过对车辆悬挂系统的动力学响应参数进行分析,可以评估悬挂系统的舒适性和稳定性。
如果在分析过程中发现存在问题,可以通过参数优化来改善动力学响应性能。
常见的优化方法包括改变弹簧刚度、减振器的阻尼特性以及悬挂臂的几何结构等。
三、车辆悬挂系统动力学响应的研究与实践车辆悬挂系统的动力学响应分析是一个复杂且具有挑战性的研究领域。
许多学者和工程师通过理论研究和实际试验,对车辆悬挂系统进行了广泛的探索。
1. 基于数值仿真的研究通过建立数学模型,许多学者运用数值仿真方法对车辆悬挂系统的动力学响应进行了深入研究。
他们通过改变参数,分析了不同路面条件下车辆的振动特性,为悬挂系统的优化提供了理论依据。
2. 实际试验的验证为了验证数值仿真的结果,一些研究者还进行了实际试验。
汽车悬挂系统的动力学性能研究

汽车悬挂系统的动力学性能研究悬挂系统是汽车的重要组成部分,对汽车的行驶稳定性、舒适性和安全性有着重要的影响。
本文将对汽车悬挂系统的动力学性能进行研究,探讨各种参数对汽车悬挂系统的影响。
一、悬挂系统的基本原理悬挂系统通过连接车身和车轮,起到减震和支撑的作用。
它由弹簧、减振器和悬挂装置组成。
弹簧提供弹性支撑力,减振器用于吸收和消散振动能量,悬挂装置则连接弹簧和减振器。
二、悬挂系统的动力学参数1. 自由长度(Free Length):指弹簧在无任何载荷和自身重量作用下的长度。
2. 刚度(Stiffness):指弹簧在单位变形时提供的弹性支持力。
3. 阻尼(Damping):指减振器在振动过程中吸收和消散的能量。
4. 冲击减缓(Impact Absorption):指悬挂系统对于冲击的吸收能力。
5. 自由回弹(Free Rebound):指悬挂系统在载荷突然消失时的回弹情况。
三、参数对悬挂系统的影响1. 刚度对悬挂系统的影响刚度的增加会使得悬挂系统更加坚固,减小车身的倾斜和侧倾,提高行驶稳定性。
然而,过高的刚度也会降低车辆的乘坐舒适性。
因此,刚度的选择需要综合考虑车辆的使用环境和舒适性需求。
2. 阻尼对悬挂系统的影响阻尼的增加可以有效地减少车身的弹跳和摇晃,提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
但是,过高的阻尼会降低车辆的悬挂效率,影响悬挂系统的工作性能。
3. 悬挂装置对悬挂系统的影响悬挂装置的形式多样,如麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式等。
不同的悬挂装置对车辆的稳定性、行驶性能和悬挂效果有着不同的影响。
在设计和选择悬挂装置时,需要根据车辆的类型和用途进行合理的匹配。
四、悬挂系统的优化方法1. 悬挂系统的参数调整通过调整悬挂系统的刚度和阻尼等参数,可以在保证行驶稳定性的前提下,提高乘坐舒适性。
2. 悬挂系统的材料选择选择合适的材料可以提高悬挂系统的刚度和强度,提高其疲劳寿命和耐久性。
3. 悬挂系统的结构优化通过优化悬挂系统的结构设计,如减小悬挂部件的质量和惯性矩,可以提高悬挂系统的动力学性能和能效。
悬挂系统的动力学特性分析

悬挂系统的动力学特性分析悬挂系统是汽车重要的一部分,它直接影响着车辆的操控性能和乘坐舒适度。
悬挂系统的动力学特性分析,对于了解和优化汽车的行驶稳定性和舒适性具有重要意义。
本文将从悬挂系统的结构、动力学模型和参数对动力学特性的影响等方面进行论述。
悬挂系统是汽车重要的组成部分之一,主要由弹簧和减振器组成。
弹簧起到支撑车身和吸收地面不平度的作用,而减振器则是消除车身在弹性变形后的反弹运动。
这两个组件的设计和参数对悬挂系统的动力学特性有着直接的影响。
一方面,弹簧的刚度决定了悬挂系统的支撑能力和舒适性。
较大的弹簧刚度可以提高悬挂系统的支撑能力,增强车辆的操控稳定性,但同时也会降低乘坐舒适度。
而较小的弹簧刚度则会导致车辆在弯道行驶时的侧倾增大,影响操控性能。
因此,弹簧的刚度选择需综合考虑车辆的使用环境和悬挂系统的性能需求。
另一方面,减振器对悬挂系统的动力学特性也有着重要的影响。
减振器不仅要具备吸收和控制车身的振动能力,还需要在不同路况下提供适当的阻尼。
过大的减振器阻尼会导致车身在通过不平路面时的反弹减缓过快,使乘坐感觉硬直,降低乘坐舒适度。
而过小的减振器阻尼则会导致车身在经过不平路面时的反弹过大,影响悬挂系统的稳定性和操控性能。
因此,减振器的阻尼调整需要在保证乘坐舒适度的前提下,兼顾车辆的操控性能。
除弹簧和减振器外,悬挂系统的动力学特性还与车身的刚度分布和质量分布密切相关。
车身刚度分布的不均匀性会导致车轮在通过不平路面时的振动幅度不一致,进而影响车辆的稳定性。
而车身重心高度的改变也会对车辆的侧倾和操控过程中的姿态变化产生一定的影响。
动力学特性分析需要建立悬挂系统的数学模型。
典型的悬挂系统模型包括单自由度模型、双自由度模型和多自由度模型等。
这些模型基于牛顿第二定律和哈肯方程,描述了悬挂系统中弹簧、减振器和车身之间的力学关系。
通过数学模型,可以分析和预测悬挂系统在不同工况下的动力学响应,为优化悬挂系统的设计和调整提供理论支持。
汽车底盘悬挂系统动力学性能分析与优化

汽车底盘悬挂系统动力学性能分析与优化汽车底盘悬挂系统是整车中至关重要的组成部分之一,直接影响着车辆的行驶稳定性、舒适性以及安全性。
悬挂系统的设计和优化对于提高汽车的动力学性能具有重要意义。
本文将对汽车底盘悬挂系统的动力学性能进行分析,并提出相应的优化建议。
一、悬挂系统的功能与特点悬挂系统作为连接车身和车轮的重要桥梁,具有以下功能和特点:1. 吸收和减震功能:悬挂系统能够吸收道路不平和其他冲击,减轻车身对乘客的震动感。
2. 维持车轮与地面接触:悬挂系统能够根据道路情况调整车轮与地面的接触力,保持车辆在行驶中的稳定性。
3. 提供舒适性:悬挂系统能够减少车辆在行驶过程中的颠簸感,提供乘坐舒适性。
4. 支撑重量:悬挂系统能够承受车身和乘客的重量,并保持车身平稳。
二、底盘悬挂系统的动力学性能指标底盘悬挂系统的动力学性能涉及多个指标,如:1. 悬挂系统的刚度:悬挂系统的刚度决定了车辆在悬挂变形时的反弹速度和稳定性。
2. 悬挂系统的阻尼:悬挂系统的阻尼特性影响了车辆在行驶中的减震效果,过硬过软的阻尼都会影响到车辆的稳定性。
3. 悬挂系统的行程:悬挂系统的行程决定了车轮在行驶过程中的跳动程度,过小的行程可能导致悬挂系统无法充分发挥功能。
4. 悬挂系统的几何结构:悬挂系统的几何结构对车辆的操控性能和转向性能有着重要影响。
三、悬挂系统动力学性能分析方法1. 实车测试:通过实车测试可以获取悬挂系统在不同工况下的动力学性能数据,如车轮载荷分布、车辆悬挂变形等。
2. 数值模拟:运用有限元分析方法,建立悬挂系统的数值模型,并通过仿真计算获得悬挂系统的动力学性能指标。
3. 试验台架测试:利用悬挂系统试验台架进行测试,可以模拟真实道路工况,研究悬挂系统的动力学性能。
四、悬挂系统动力学性能优化方法1. 材料优化:选择合适的材料,如高强度钢材或者复合材料,能够提高悬挂系统的刚度和强度,进而改善动力学性能。
2. 几何结构优化:通过优化悬挂系统的几何结构,如减小悬挂系统质量、调整几何参数等,可以改善悬挂系统的动力学性能。
高速列车悬挂系统动力学特性分析

高速列车悬挂系统动力学特性分析随着科技的不断发展,高速列车成为现代交通的主要选择之一。
高速列车的运行速度极高,因此对悬挂系统的要求也越来越高。
悬挂系统动力学特性的分析对于高速列车的运行安全和乘坐舒适度具有重要意义。
一、悬挂系统的基本概念和分类悬挂系统是指连接列车车体与轮轨的力传递系统,旨在减小列车与轨道之间的碰撞冲击,保证列车沿轨道平稳运行。
悬挂系统可以根据不同的分类标准分为多种类型,如刚性悬挂、弹簧悬挂、气弹簧悬挂等。
不同类型的悬挂系统具有各自的特点和适用范围。
二、悬挂系统动力学特性分析的重要性高速列车的运行速度极高,需要确保列车能够平稳运行且保持良好的操控性。
悬挂系统动力学特性的分析能够帮助工程师评估悬挂系统的性能,优化悬挂系统的设计,提高列车的运行安全性和稳定性。
此外,悬挂系统动力学特性的分析还能够帮助提升乘客的乘坐舒适度,减少列车行驶过程中的颠簸和晃动。
三、悬挂系统动力学特性分析的主要内容悬挂系统动力学特性的分析主要包括悬挂系统的振动响应和动态特性等方面。
首先,需要对悬挂系统的频率响应进行建模和分析,确定悬挂系统的固有频率和阻尼特性。
其次,需要对列车在不同运行状态下的振动响应进行计算和仿真,评估列车的运行稳定性和乘坐舒适度。
此外,还需要将悬挂系统的动力学特性与轨道系统的特性进行综合分析,确保悬挂系统与轨道之间的匹配性。
四、悬挂系统动力学特性分析的方法和工具悬挂系统动力学特性分析的方法和工具多种多样。
一种常用的方法是基于有限元分析的数值模拟方法,通过建立悬挂系统的有限元模型,分析悬挂系统的振动响应和动态特性。
此外,还可以运用试验测量技术进行实验分析,通过对悬挂系统进行振动测试和参数识别,获得悬挂系统的实际特性。
还可以利用计算机仿真软件进行悬挂系统的模拟与分析,如MATLAB、ANSYS等。
五、悬挂系统动力学特性分析的挑战和展望悬挂系统动力学特性分析面临着一些挑战,如悬挂系统结构复杂、参数难以确定等。
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5.2 汽车悬架动力学研究目的及意义悬架是现代汽车最重要的总成之一,它把车轮和车身弹性地连接起来,传递它们之间一切力和力矩,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷,以保证汽车的平顺性。
现代汽车的高速行驶对悬架提出越来越高的要求,不仅具有减振性能,而且具备良好的导向特性,车轮定位参数随车轮跳动和外力而变化对汽车的操纵稳定性有十分重要的影响。
此外悬架的合理设计需要对悬架各个构件以及铰接在各种工况下受力变形情况作出分析,以满足强度和刚度的需要。
在本项目中由于采用了参考车辆的悬架参数,所以我们有必要对各个定位参数进行分析,选择合理的悬架参考位置坐标。
5.2.1A DAMS软件及其在悬架运动学/动力学中的应用ADAMS软件的简单介绍ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 全称是机械系统自动动力学分析软件,它是目前世界范围内最广泛使用的多体系统仿真分析软件。
通过预测和分析多体系统经受大位移运动时的性能,ADAMS可以帮助改进各种多体系统的设计,从简单的连杆机构到广泛使用的车辆系统。
ADAMS软件可以方便地建立参数化实体模型,并应用了多刚体系统动力学原理进行仿真计算。
只要用户输入具体多刚体系统的模型参数,ADAMS软件就可以根据多刚体系统动力学原理,自动建立动力学方程,并用数值分析的方法求解这个动力学方程,这就给多体系统的计算带来了方便。
而且ADAMS软件建模仿真的精度和可靠性在所有的动力学分析软件中是最好的。
国外有人用ADAMS软件对Ford BroncoII进行整车操纵模拟的仿真分析。
在车速为20m/s、0.4s内输入阶跃激励下,横摆角速度和侧向加速度曲线的数值仿真结果与实验结果具有很好的一致性。
基于这些优点本课题将采用ADAMS仿真分析软件来对悬架运动学和弹性运动学,以及动力学进行初步的计算机仿真分析。
ADAMS使用交互式图形环境和部件库、约束库、力库用堆积木方式建立三维机械系统参数化模型,并通过对其运动性能的仿真分析和比较来研究“模拟样机”可供选择的设计方案。
ADAMS仿真可用于估计机械系统性能、运动范围、碰撞检测、峰值荷载以及计算有限元的载荷输入。
它提供了多种可选模块,核心软件包括交互式图形环境ADAMS View (图形用户界面)和ADAMS Solver(仿真求解器),还有ADAMS FEA(有限元接口),ADAMS IGES(与CAD软件交换几何图形数据)等模块,尤其是它的ADAMS Vehicle(车辆和悬架模块)和ADAMS Tire(轮胎模块)使ADAMS软件在汽车行业中的应用更为广泛。
ADAMS软件在悬架动力学的应用本课题拟用ADAMS View来对悬架进行建模。
ADAMS View中有各种实体建立命令以及各种铰接型式,约束型式,可建立悬架的三维参数化模型。
在进行运动分析时可以不考虑悬架的弹性,将它简化为多连杆机构,得到车轮定位参数与轮跳之间的关系。
进行弹性运动学分析时可将弹性铰接处用BUSHING这个力约束来代替弹性衬套(具体设置见后),弹性运动学可以分析车轮定位参数与车轮受到的力和力矩之间的关系。
模型中具体的结构尺寸均设成参数,这样建立出来的模型可适用于不同尺寸的同种悬架,只需修改相应的参数即可。
模型建好后,用ADAMS Solver模块的功能来进行仿真计算,以得到各种车轮定位参数在悬架变形时的变化规律,以及各个铰接处的受力情况。
在仿真分析中,只需给悬架一个位移(运动分析中加一个车轮跳动量)或一个力(弹性运动学和动力学分析中的纵向力和侧向力等),ADAMS Solver就会自动输出悬架的各特性值,包括计算机自定义的各特性值,如各杆的空间位移,受力,扭矩,变形等,也可以自定义特性参数,如本课题中所需的各种前轮定位参数,并可以将这些参数以图表形式输出,以便清晰地看出它们的变化规律,进行操纵稳定性分析。
在设计过程中,还可以用Animation模块中的功能进行实体动画显示,以便直观看出仿真效果并进行优化设计。
本课题对该车的麦弗逊式前悬架,后钢板弹簧独立合式悬架进行研究。
分析车轮定位参数:车轮前束、车轮外倾、主销内倾角以及主销后倾角及轮距这些定位参数在车轮上下跳动时变化。
具体的做法是用ADAMS View模块来对此悬架进行建模。
在进行运动学分析时只需施加一段车轮跳动的位移,此时可以不考虑悬架的弹性,将它简化成多连杆结构,进行弹性运动学分析时可将弹性衬套简化六分力型式的Bushing这个力约束。
三个线刚度和三个角刚度是经过试验测试确定的。
模型建好后用ADAMS Solver模块的功能来进行仿真计算,从而得到各种车轮定位参数在悬架变形时的变化规律,及各铰接处的受力情况。
所建立的悬架模型的各种结构和性能参数都是参数化的。
通过改变输入参数就可以方便地改变所模拟的结构,这样建立的轿车悬架运动学/动力学模拟分析系统,就可以作为开发麦弗逊式前悬架,后独立悬架的计算机辅助分析(CAE)工具。
5.2.2前悬架模型本课题采用ADAMS这个多刚体系统动力学分析软件进行建模和仿真计算。
课题研究的汽车悬架除了若干橡胶支撑元件,大部分构件都可以抽象成为理想的刚体,即忽略各构件的内部变形。
汽车能够完成前进、后退、转向、侧倾等各种运动,是由于各个构件之间通过特定的方式连接起来。
这些连接也可以抽象成为相应的理想约束和力元约束,所以可以将悬架简化为刚体构件通过特定的约束连接起来的多刚体系统。
当然这种简化要尽可能接近实际情况,然后就可以在ADAMS 软件中建立这样的多刚体系统模型。
柱总成、转向节、横摆臂、减振器等刚体,刚体之间用一些运动副相连接。
各机构的简化情况如下:1.车身被认为是与地面固定不动的。
2. 转向支柱总成2是最重要的构件,它包括减振器下部的缸筒、转向节臂和轮胎支撑部分等几个实际零件,但由于它们之间没有相对运动,所以应作为一个刚体处理。
3. 车轮(车轮通过轮毂与转向节相连,不考虑车轮绕车轴的旋转运动,则车轮转向节也可以看成一个刚体)4. 下摇臂5. 减振器活塞杆6. 转向横拉杆7. 转向器各刚体之间的铰接关系如下:(1)点是减振器上支点与车身的连接点,在运动学分析中,此处只有3个旋 转自由度,故简化为球铰。
(9)点是转向横拉杆与转向器的连接点,简化为3个自由度的球铰。
(3)点是转向横拉杆与转向节臂连接处的铰点,也用球铰代替。
(6)点下摇臂的球头与转向节下端连接处的铰点,用球铰代替。
(7)、(8)点分别是左右下摇臂与车身的连接。
下摇臂沿(7)、(8)的连线转 动,故简化成旋转运动副(只有一个方向旋转自由度)。
(2)为减振器活塞杆与下部缸筒的旋转滑动副连接。
(10)点是转向横拉杆与转向器的滑动副连接。
我们可以计算一下该简化模型的自由度:DOF=72515248369=⨯-⨯-⨯-⨯-⨯(b) 坐标点的输入在ADAMS View 中建立模型需要输入关键点的空间坐标才可以建立起简化的八个刚体的数学模型,然后在刚体之间加以合适的约束建立起ADAMS 悬架模型,所以需要确定这些参数。
对于该车前悬架中定位参数数据为左右对称。
下面将前右侧悬架在空载状态下的参数以表格形式列出。
表中X Y Z为整车坐标系中的坐标,即X方向取汽车前进方向的相反方向为正,轮心的装配位置为零点,Y方向取汽车右侧为正,汽车左右对称面为零点,Z方向取重心方向的相反方向为正,轮心的装配位置为零点。
Name Loc_X Loc_Y Loc_Z------------------------------------------------------------------damper_up_fix_point 99.5 -462.8 380.2arm_tyre_point 73.5 -556.1 -215.3steer_tyre_point -40.88 -583.3 -138.5steer_body_point (-67.5 - steer_x) -260.5 (steer_z - 80.3)tyre_out_point 79.8 -679.4 -127.0arm_2_point 29.4 -243.3 -175.9arm_1_point -22.5 -244.5 -178.8damper_down_point 78.2 -499.2 -68.6tyre_in_point 80.2 -550.6 -127.0steer_rod_point ()(2) 前轮定位参数的设定和测量化而变化,因此要求能够适时的测量出这些定位参数的大小。
在ADAMS软件中提供了测量方法,具体的方法如下:在满载状态下的前轮定位参数即初始值中,主销后倾角和主销内倾角已由关键点的坐标确定,前束角及外倾角可以通过ADAMS的旋转的命令实现。
测量定位参数时可以利用生成实体时自动产生的Marker,或自己在实体上添加上的Marker,通过函数的方式来自动测量。
Marker可以理解为小型的坐标系,可以固结在地面上,也可以固结在实体上,并随实体一起运动。
例如:测量外倾角的变化。
根据外倾角的定义-(180/3.14)*ASIN(DZ(.model_1.tire.MAR_1, .model_1.tire.cm)/DM(.model_1.tire.MAR_1, .model_1.tire.cm))其中.model_1.tire.MAR_1是轮胎圆柱体端面上的中心点,.model_1.tire.cm是轮胎圆柱体的中心点,DZ(.model_1.tire.MAR_1, .model_1.tire.cm)是这两点沿Z方向的距离,DM(.model_1.tire.MAR_1, .model_1.tire.cm)这两点的距离。
显然这一表达函数表达式即为外倾角的计算式。
前轮定位参数发生变化,即轮胎圆柱体发生运动时,.model_1.tire.MAR_1,和.model_1.tire.cm也要随时间变化而变化,因此外倾角也是随时间变化的。
在ADAMS中该车的前麦弗逊式悬架模型:5.2.3前悬架运动学仿真结果分析按照前述的模型建立方法,在ADAMS View中建立悬架运动学进行分析。
前悬架运动学模拟时,弹簧和减振器都可以不考虑。
在左右侧车轮的轮心处施加一段上下轮跳,所加位移为在满载位置上下浮动60mm1)前束角的变化从前束变化的计算结果来看,转向梯形断开点对前束影响比较大,选取合适的数值可以使车轮前束角变化范围很小,通过把断开点向下调整25mm获得了比较合理的曲线,这时车轮上下跳动范围是60mm,前束变化2.2mm,从上面的分析结果来看转向梯形断开的选择满足设计要求,前束的变化范围满足要求。
2)外倾角的变化从空载位置起随车轮上升外倾角减小,随车轮下降外倾角增大,并由负值变为正值。