中英文文献翻译-基于ADAMS前悬架优化设计

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基于ADAMS的某乘用车前悬架K C性能分析与优化

基于ADAMS的某乘用车前悬架K C性能分析与优化

基于ADAMS的某乘用车前悬架K C性能分析与优化第一章:绪论车辆悬架系统是汽车的重要组成部分之一,其主要功能是承受并缓解来自路面所产生的振动和冲击力,保障了行车的平稳性和舒适性。

而前悬架的重要性更甚,它直接影响着车辆的操控性能和行驶安全性。

因此,对于前悬架系统的研究和优化一直是汽车工业研究的热点和难点之一。

随着ADAMS仿真技术的发展和应用,有效地提高了对前悬架K C性能的模拟和分析能力,为系统的优化提供了可靠的技术支持。

本文将基于ADAMS仿真软件平台,针对某乘用车前悬架K C性能进行分析与优化,提高该车辆的操控性能和安全性。

第二章:某乘用车前悬架系统的结构和工作原理分析本章主要介绍某乘用车前悬架系统的结构和工作原理。

该车的前悬架系统采用麦弗逊式悬架,其特点是结构简单,重量轻,可靠性高。

该悬架系统主要由下控制臂、上控制臂、悬架弹簧、减振器、防护板以及连接各组件的螺栓等构成。

在行驶过程中,前轮的垂直位移通过弹簧和减振器的共同作用被转化为车身的纵向运动,从而实现了车辆的平稳行驶。

第三章:基于ADAMS的某乘用车前悬架系统建模和运动仿真本章主要介绍基于ADAMS的某乘用车前悬架系统建模和运动仿真方法。

采用ADAMS软件建立某乘用车前悬架系统的三维模型,进而进行前悬架K C性能的仿真分析。

通过建立系统的运动学和动力学模型,可得出任意时刻前悬架系统中各组件的位置、速度、加速度和力学反应等参数。

基于此,对前悬架系统的悬架弹簧刚度和减振器阻尼系数等重要参数进行优化,从而实现对前悬架K C性能的优化。

第四章:某乘用车前悬架系统K C性能分析与优化本章主要介绍某乘用车前悬架系统K C性能的分析和优化。

通过ADAMS仿真软件进行前悬架系统K C性能的模拟计算、绘制不同载荷情况下前悬架系统的运动学曲线和车辆的滚动刚度曲线,进而通过对比数据分析,确定前悬架系统的弹簧刚度、减振器阻尼系数以及上下控制臂参数等优化方案。

基于Adams的某商务车前悬架KC性能分析及优化设计

基于Adams的某商务车前悬架KC性能分析及优化设计

引摇 摇 言
摇 摇 汽车悬架系统的性能是影响汽车行驶平顺性、 操纵稳定 性和安全性的重要因素。 汽车悬架运动学与弹性运动学( Ki鄄 nematics & Compliance,简称 K&C) 特性是一项与悬架系统、 转向系统、 制动系统、 轮胎特性、 整车质量参数等密切相关 的系统总成 外 特 性。 它 对 汽 车 的 转 向、 直 线 行 驶 性 能 及 NVH 性能等多种整车特性尤其是高速行驶特性有直接影响。 汽车悬架运动学( Kinematics) 描述的是车轮在弹簧变形过程 和转向时的运动, K 特性即是指当汽车车轮上下跳动或转动 时, 车轮定位参数、 悬架刚度等参数相应的变化规律。 而弹 性运动学( Compliance) 则是描述由于轮胎和路面之间的力和 力矩变化引起的车轮定位参数、 悬架刚度等参数的改变, 这 是悬架某些部件具有弹性的结果。 在我国, 对悬架 K&C 特 性的理论研究早在 20 世纪 80 年代便开始, 但研究成果未能 充分指导实际。 在新车型开发过程中, 基于实物样车的整车 性能调校是对整车悬架的 K&C 特性参数进行客观评价并进 一步改进。 国内汽车公司尚无一家具备底盘调校能力, 这部 分工作几乎全部外包给国外的设计公司, 且调校费用动辄上 千万元, 这大大增加了整车开发成本及开发周期。 如果能够 在车型开发初期运用仿真方法对悬架进行多体动力学建模、 性能预测及优化设计, 这对提高整车性能、 节约开发成本、 增强企业自主开发能力掌握底盘开发核心技术具有重要的理
摇 摇 揖 关键词铱 摇 悬架摇 K&C 特性摇 仿真摇 优化
The K&C Characteristic Analysis and Optimization of a Commercial Vehicle Front Suspension Based on Adams

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化摘要:汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分,对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。

为了提高汽车悬架系统的性能,本文基于ADAMS软件对汽车悬架系统进行建模和优化。

首先,介绍了汽车悬架系统的组成和原理,然后利用ADAMS软件对其进行动力学建模,并进行了参数化设计。

然后,通过ADAMS的优化模块建立了优化模型,并设定了优化目标和约束条件。

最后,利用ADAMS进行参数优化,评估了优化后的悬架系统的性能和稳定性。

1.引言汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分,对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。

随着汽车工业的发展和人们对行驶安全和乘坐舒适度要求的增加,对汽车悬架系统的性能和稳定性提出了更高的要求。

因此,对汽车悬架系统进行建模和优化具有重要的理论和实际意义。

2.汽车悬架系统建模汽车悬架系统主要由弹簧、减震器和悬挂结构组成。

弹簧用于支撑车身和车轮之间的重量,减震器则用于减少由于路面不平而产生的振动。

悬挂结构起到连接车轮和车身的作用,并提供运动约束。

为了对汽车悬架系统进行建模,本文选用ADAMS软件进行动力学仿真。

首先,建立汽车悬架系统的三维模型,并设置合适的运动约束和连接关系。

然后,对系统进行刚体化处理,即将弹簧和减震器视为刚体,并通过刚体连接建立弹簧和减震器与车身和车轮的连接关系。

最后,通过添加合适的约束条件和初始条件,完成悬架系统的建模。

3.参数化设计为了对汽车悬架系统进行优化,需要对其相关参数进行设计和优化。

本文利用ADAMS的参数化设计功能对悬架系统的参数进行建模,并设置了相应的参数范围和步长。

通过参数化设计,可以根据实际需求快速调整和优化悬架系统的参数。

4.悬架系统优化在悬架系统优化中,本文设定了性能指标和约束条件,以最小化车身加速度和最大化车轮垂直位移为优化目标,同时考虑到车身重心的稳定性和悬架系统的刚度。

通过ADAMS的优化模块,对悬架系统的参数进行优化,并得到了最优解。

基于ADAMS的驾驶室悬置优化设计

基于ADAMS的驾驶室悬置优化设计

基于ADAMS的驾驶室悬置优化设计
随着汽车技术的不断进步,驾驶舒适性成为越来越重要的设计指标之一。

驾驶室悬置系统是影响驾驶舒适性的重要因素之一。

本文通过ADAMS软件对驾驶室悬置系统进行了优化设计,旨在提高驾驶舒适性和行驶稳定性。

首先,建立了驾驶室、悬架系统和轮毂的三维虚拟模型,并在ADAMS软件中进行约束和边界条件设置。

然后,采用模态分析方法计算了模态频率和振型,并根据模态频率的大小和分布情况对悬置系统进行了初步分析。

接着,通过人体振动舒适性的相关标准,对驾驶室的振动舒适性进行了评估。

结果表明,驾驶室在某些工况下存在明显的振动不适感。

为了解决这一问题,采用了形状优化方法对驾驶室支架进行优化设计。

通过对支架几何形状的改进,提高了其刚度和强度,从而有效减少了驾驶室的振动幅值。

同时,为了验证优化效果,在ADAMS软件中进行了模拟分析。

与未优化前相比,优化后的驾驶室振动幅值大幅降低,满足了人体振动舒适性的要求,同时行驶稳定性也有所提高。

基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计

基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计

基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计王琳;业红玲;韦鹏;王鹏飞;梁玉瑶【摘要】为了进一步改善汽车悬架的运动学性能,对汽车前独立悬架进行优化设计.首先,利用ADAMS/Car模块分别建立汽车麦弗逊前独立悬架和双横臂前独立悬架模型,并针对两类悬架设计双轮平行跳动和异向跳动仿真试验;然后,在ADAMS/Insight模块中选取部分硬点坐标作为试验变量,进行灵敏度分析;最后,调整硬点坐标,对前轮定位参数进行优化设计.在两类悬架的双轮平行跳动和异向跳动试验中,悬架定位参数变动范围及变化量基本一致,前轮前束角、前轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角均达到理想变化范围,其中双横臂独立悬架优化效果最为明显.【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(020)006【总页数】5页(P85-89)【关键词】汽车;ADAMS;悬架;优化设计【作者】王琳;业红玲;韦鹏;王鹏飞;梁玉瑶【作者单位】蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030【正文语种】中文【中图分类】U463.4悬架是车架与车桥之间的传力装置,其运动学性能对汽车的操纵稳定性和平顺性起着决定性作用[1-2]。

悬架质量对汽车性能的影响多为复杂的非线性关系[3],在关于悬架系统对汽车性能影响的理论研究中,以动力学建模和仿真的方法为主。

Zhang等人基于ADAMSCar针对麦弗逊前悬架主销外倾角和前轮前束角进行仿真优化,较好地改善了汽车行驶中操纵的稳定性[4]。

Yi等人利用ADAMS建立麦弗逊前悬架模型,设定目标函数,利用遗传算法求解目标函数,但未就不同悬架定位参数变化对汽车性能的影响作出分析[5]。

冯金枝等人运用NSGA-Ⅱ算法,考虑前轮前束角和外倾角的关联性,减少了目标函数的数量,对悬架进行多目标优化,提高了最优值的收敛性[6]。

基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计

基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计

基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计动力总成悬置系统是汽车上非常重要的部件,它可以减少驾驶员的驾驶疲劳,提高乘坐舒适性,同时也对车辆的操控性能和安全性能有着重要影响。

在动力总成悬置系统中,减震器是最核心的部件之一,它直接影响着车辆的行驶稳定性。

因此,对于动力总成悬置系统的优化设计是一个重要的问题。

ADAMS是一种基于多体动力学原理的软件,它可以模拟复杂动态系统的运动和力学行为。

在动力总成悬置系统的优化设计中,可以使用ADAMS 来进行多体动力学仿真和优化。

首先,需要建立动力总成悬置系统的多体动力学模型。

这个模型应包括车辆的底盘结构、悬挂系统以及其他与悬挂系统相关的部件。

模型中的每个部件都要考虑其几何特性、质量特性和刚度特性等。

根据实际需求,可以使用ADAMS提供的几何建模和质量属性工具来创建这些部件。

然后,需要给模型中的每个部件添加适当的边界条件和约束条件。

边界条件可以是车辆的运动状态、路面激励条件等。

约束条件可以是部件之间的关系、部件与地面之间的接触等。

这些条件可以通过使用ADAMS的运动分析工具来实现。

接下来,可以进行参数优化以优化悬挂系统的性能。

优化可以是单目标或多目标的,可以优化的参数可以是减震器的阻尼系数、刚度系数等。

可以使用ADAMS的优化算法来最优的参数组合。

优化的结果可以通过仿真和实验验证。

最后,根据优化的结果对悬挂系统进行修改和改进。

可以通过增加减震器的刚度或减震器的数量来改善悬挂系统的性能。

也可以通过改变减震器的几何形状或材料来改善悬挂系统的性能。

可以使用ADAMS的几何建模和分析工具来实现这些改进。

综上所述,基于ADAMS的动力总成悬挂系统优化设计可以通过建立多体动力学模型、添加边界条件和约束条件、进行参数优化和对悬挂系统进行修改和改进等步骤来实现。

这种方法可以提高悬挂系统的性能,减少驾驶员的驾驶疲劳,提高乘坐舒适性,同时也提高车辆的操控性能和安全性能。

基于ADAMS/Insight的悬架优化设计

基于ADAMS/Insight的悬架优化设计

基于ADAMS/Insight的悬架优化设计吴晓欢;宋珂;章桐【摘要】This paper establish the corresponding double -wishbone suspension kinematic model ofself- developed electric vehicle - range extend ( EV - RE) for the problem of poor handling and stability based on AD- AMS/Car. To get the best result of the suspension hard points coordinates, this paper selected the appropriate hard point coordinates as optimization variables and the wheel alignment parameters as the optimization objective to make an optimization design based on ADAMS/Insight. At last, a better result was gotten by adjusting the car suspension.%针对自行研制的带增程器的电动微型小车(EV-RE)行驶稳定性不佳、前轮摆振问题,通过ADAMS/CAR建立相应悬架模型,在ADAMS/Insight中选取硬点坐标为优化变量,四轮定位参数为优化目标进行优化设计并得到相对最佳的悬架硬点坐标.最后对实车进行调整修改,结果表明通过这次优化改善了该车的操纵稳定性,基本消除了前轮摆振现象.【期刊名称】《佳木斯大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(030)001【总页数】5页(P33-37)【关键词】ADAMS;双横臂悬架;车轮定位参数;优化设计【作者】吴晓欢;宋珂;章桐【作者单位】同济大学中德学院,上海201804;同济大学中德学院,上海201804;同济大学中德学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U463.330 引言众所周知,近十年来,由于能源枯竭、油价上涨、全球变暖,新能源汽车日益成为汽车产业未来的发展方向.但是,纯电动汽车因其续航里程短,燃料电池汽车因其电池技术的不成熟及其配套加氢设施的不完备,都遭遇了发展瓶颈.国内外各大专家学者都纷纷认为带有增程器的电动汽车有望在几年后得到广泛的推广使用[1].增程器电动汽车通常由纯电动汽车与一个辅助能源供应装置既增程器(range extender)构成,增程器的类型可以多样化,比如燃料电池、锂电池甚至小型发动机.本课题组开发的微型小车所带的增程器为燃料电池增程器,并且用户可以根据行驶里程长短自行决定增程器安装与否.然而即使是增程器电动微型小车,底盘悬架的设计也不容忽视.在这款增程器电动微型车的开发过程中,由于最初的设计问题和实车制造过程中产生的偏差,导致实车四轮定位参数不合理,影响了车辆的行驶性能.甚至由于前轮摆振,导致轮毂电机损坏.为了使实车悬架修改有科学的参考依据,本论文将根据实际悬架状态,进行悬架建模、仿真以及优化,最终给出合理的优化方案.1 双横臂悬架运动学模型的建立1.1 双横臂悬架运动学模型的简化分析根据仿真目的对双横臂悬架进行合理的简化[2].由于悬架运动学分析的主要目的是找出四轮定位参数与车轮上下跳动量的关系.故将悬架简化成一个多连杆机构,而忽略橡胶衬套的影响.所以只要确定悬架硬点的位置,以及弹簧刚度与减震器阻尼即可进行运动学仿真.双横臂悬架主要由上下横臂、转向节、轮毂、副车架、减震器组成.上下横臂一端通过球铰链与转向连接,另一端通过转动副与副车架连接.减震器上端与车身相连,这里由于没有建立车身模型,默认固结于大地,下端通过转动副与下横臂连接.转向节臂通过球铰链与转向横拉杆连接.转向横拉杆的另一端在没有转向系统的情况下,默认固结于大地[3].1.2 双横臂悬架运动学模型的建立为了反映增程器电动微型小车悬架系统的真实状况,悬架硬点位置通过三维坐标扫描仪扫描实车悬架确定.同时根据弹簧、减震器制造商提供的试验数据,在ADAMA/VIEW中建立弹簧变形量-弹簧力、减震器速度-阻尼力样条曲线,通过这些样条曲线建立双横臂悬架的减震器模型.最终建立的双横臂悬架运动学模型如图1.2 双横臂悬架的运动学仿真分析悬架在跳动过程中车轮定位参数发生变化的规律称为悬架运动学特性.车轮定位参数:车轮外倾角、主销内倾角、主销外倾角、前轮前束的值对汽车行驶性能,特别是操纵稳定性有着重要的影响.为了反映车轮定位参数随轮跳的变化规律,在ADAMS/CAR中进行双侧车轮平行跳动仿真.进行仿真时,根据实际车轮可能跳动的范围,确定跳动范围为±50mm.由于在测量悬架硬点参数时将汽车用吊臂吊起,悬架在重力作用下,实际已经下跳10mm,因此实际的仿真的跳动范围为-40mm~60mm,并将车轮上跳10mm时作为其初始状态.以下是双横臂悬架车轮定位参数仿真结果:图1 双横臂悬架运动学模型图2 车轮外倾角变化图3 主销后倾角变化2.1 车轮外倾角由图2可知,前悬架模型车轮外倾角变化范围为-6.0~1.75deg.车轮跳动时,车轮外倾角变化规律将影响汽车的稳态和瞬态响应,而且车轮外倾角变化过大,将降低轮胎的侧向附着性能,加速轮胎磨损,影响汽车极限侧向加速度.一般希望车轮上下跳动50mm时,车轮外倾角变化范围为2°左右[4].此微型车在平衡位置时,其外倾角为0°,基本符合设计要求,然而随着车轮的跳动,车轮外倾角角度改变明显偏大,不符合设计要求.图4 主销内倾角变化图5 车轮前束角变化2.2 主销后倾角由图3可知,平衡位置时,主销后倾角的初始值为1.8°,与一般认为的合理范围2~3deg接近,基本符合设计要求.在整个车轮的跳动范围内,主销后倾角的变化范围为-1.0~4.0deg,与设计要求的-1 ~1.5deg/50mm[4]的设计要求相比,明显偏大.过大的主销后倾角变化范围将引起转向操纵沉重,车轮摆振,直线行驶能力降低.2.3 主销内倾角由图4可知,主销内倾角在平衡位置为11.5°,在车轮的跳动范围内,变化范围为10deg~17.5deg.主销内倾角较大,有利于增强车辆低速回正性能,但过大的主销内倾角将导致转向操纵沉重,轮胎磨损加快.并且过大的变化范围也使得汽车稳定直线行驶能力变差.图6 ADAMS/Insight优化设计交互式网页图7 车轮前束角优化前后对比图8 主销内倾角优化前后对比图9 主销后倾角优化前后对比2.4 车轮前束角由图5可知,车轮前束角在平衡位置为0.25°,与设计要求基本符合,但在车轮跳动范围内,变化范围为-2.0 ~1.5deg,与推荐的 0.5deg/50mm[4]的变化范围相比,明显偏大,且在车轮下落的过程中,向负值变化,这使得车辆在转弯时有过多转向的趋势,非常不利于车辆的操纵稳定性.此外,前束角变化过大,将加速轮胎磨损,使车轮左右摇摆不定.从以上对双横臂悬架的仿真分析得出以下推论:1)从仿真结果看,该车的四个车轮定位参数都存在随车轮上下跳动,变化范围过大的问题.这将影响车辆行驶性能,与实际的驾驶体验是一致的.2)车轮摆振现象主要是因为受到四轮定位参数特别是前轮前束设置不当,轮胎磨损不均以及转向连接系统等因素的影响[6].经排查转向连接系统没有问题,故推测原因主要是四轮定位参数设置不当,以及因此而造成的轮胎磨损不均.图10 车轮外倾角优化前后对比3 双横臂悬架系统的优化3.1 优化目标的确定根据分析结果,本次优化主要针对车轮前束角、车轮外倾角、主销内倾角、主销外倾角的不良变化规律.在车辆设计时,一般希望车轮前束角在车辆上下跳动时几乎不变,或仅发生微小变化,且车轮前束角变化过大是导致车轮摆振的重要原因之一,故将车轮前束角变化范围作为主要优化目标,同时使其它三项车轮定位参数变化范围尽可能小.3.2 优化变量的选择由于增程器微型电动车已经试制完成,从悬架改制的简易性和可行性出发,本次优化选取上下横臂前后硬点以及转向横拉杆与转向器连接点的坐标值作为优化变量.5个硬点在X,Y,Z三个方向上共有15个坐标值,如果对所有坐标值进行优化,所需的迭代次数非常之多.故先利用ADAMS/Insight对15个坐标变量对优化目标的影响进行分析,选取影响较大的坐标变量作为优化变量.分析结果列于表1,并用☆表示坐标变量对相应的优化目标的影响大小.表1 各硬点坐标对车轮定位参数影响程度总结表?3.3 多因素、多目标的车轮定位参数优化ADAMS/Insight是ADAMS中的一个模块,用户可以快速分析多个设计变量、实验,细化系统直至达到系统最优性能.为了比较系统的不同设计,可以将ADAMS 的输入参数化,将这些参数变成“因子”,用ADAMS/Insight设计复杂的实验方案,测量机械系统的性能[5].它可以提供一系列的统计工具,来分析试验结果以更好的改进和细化模型.在ADAMS/Insight中,用户可以对车轮定位参数的一项或多项进行优化,使之达到理想值.本文通过对悬架的部分硬点进行改变而达到优化车轮定位参数的目的.在ADAMS/Insight模块中,对刚才筛选出来的8个坐标变量进行分析,设定每个坐标变量的变化范围为±20mm.ADAMS/Insight对8个坐标变量进行迭代计算,由于计算量及其庞大,所以本文只进行128次的部分迭代工作.迭代结束后,ADAMS/Insight自动将优化结果保存在交互式网页中.如图6所示.下表是悬架优化前后硬点坐标.表2 悬架优化前后硬点坐标硬点状态 X坐标 Y坐标 Z坐标Lca front 优化前 309 -138 6优化后 309 -138 14 Lca rear 优化前 503 -138 9优化后 503 -138 25 Uca front 优化前 319 -202 210优化后 319 -210 192 Tierod inner 优化前 460 -146 83优化后460 -129 71调整原双横臂悬架模型的硬点参数,再次进行仿真,并将仿真结果与优化前结果对比.由图7可知,优化后前束角随车轮上下跳动从优化前的-2.0~1.5deg到只有微小改变.这不仅减轻了车轮的摆振现象,改善车辆直线行驶稳定性,而且减轻了轮胎的磨损.由图8可知,主销内倾角从优化前的10~17.5deg改变为优化后的11.7~14.7deg,变化范围明显减少.由图9可知,主销后倾角从优化前的-1.0~4.0deg,改变为优化后的0 ~2.5deg,虽然没有达到理想的理想的2~3deg,但考虑到微型小车的行驶速度通常较低,对高速回正性能要求不高,而主销后倾角主要对高速回正性能有贡献,并且较小的主销后倾角有利于改善转向操纵沉重,减轻轮胎磨损,所以优化结果还能接受.车轮外倾角从优化前的-6.0 ~1.75deg,改变为优化后的-3.5 ~0.25deg.在车轮上跳50mm时,外倾角的改变只有0.25°,满足设计要求,在车轮下跳超过30mm时,外倾角变化超过设计要求.这是因为ADAMS/Insight为了兼顾其它三项优化目标而放弃外倾角部分优化利益的缘故.总体来看,此次优化大大改善了主优化目标车轮前束角随轮跳的变化范围,与此同时其它优化目标也得到了相应的改善.因此此次优化是成功的,有效的.4 实车悬架的改制基于ADAMS/Insight的优化结果,对实车悬架进行改制,改制成功后的实车如图11所示.并且试验表明,该车前轮摆振现象基本消除,转向沉重得到有效改善,整车操纵稳定性较优化前大大提高.图11 改制后的增程器电动微型小车5 结论(1)基于ADAMS/CAR建立的悬架运动学模型较好的反映了实车悬架的真实状态,为下一步的分析、优化工作奠定了良好的基础,并且大大节约了时间.(2)四轮定位参数设置不当是影响汽车操纵稳定性的重要原因.本文基于ADAMS/Insight通过调整悬架关键硬点的位置对四轮定位参数进行了优化,取得了满意的效果.(3)基于优化结果对实车进行改制,改制后的实车操纵稳定性明显改善,前轮摆振基本消除,证明了基于ADAMS/Insight的悬架优化的可行性.参考文献:[1] 尤寅,宋珂,尹东晓.带Range-Extender纯电动汽车动力系统设计[J].北京汽车,2010(6).[2] 李军.MSC.ADAMS技术与工程分析实例[M].北京:中国水利水电出版社,2008.[3] 管欣,等.应用于汽车辆实时动力学仿真的悬架模型[J].汽车工程,2003,5.[4] 刘进伟、吴志新.基于ADAMS/CAR的某轿车悬架的优化设计[J].轻型汽车设计,2006,8.[5] Using ADAMS Insight with ADAMS Car[EB/OL].MSC.Software Corporation,2004.[6] 靳建平.汽车前轮摆头原因及排除[J].实用汽车技术,2008,6.。

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化

基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一,它直接影响着汽车的乘坐舒适性、行驶稳定性和操控性能。

为了改善悬架系统的性能,提高汽车的行驶安全性和乘坐舒适性,深入研究汽车悬架系统的建模与优化是非常重要的。

而ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一款专业的多体动力学仿真软件,能够对汽车悬架系统进行精确的建模和运动仿真分析,进而进行性能优化。

首先,对汽车悬架系统进行建模是汽车悬架系统优化的基础。

利用ADAMS软件,可以根据实际的汽车悬架系统设计,将其通过建模工具进行几何建模。

在建模过程中,需要考虑到悬架系统的主要部件,如悬架臂、悬架弹簧、悬架减振器等,以及与其他系统之间的连接等。

接下来,通过ADAMS软件对汽车悬架系统进行仿真分析。

在分析过程中,可以通过建立相应的动力学模型,包括质量、惯性、弹簧、减振等参数,模拟汽车在不同路况下的行驶情况,分析悬架系统在不同激励下的动力学响应和性能指标。

例如,通过调整悬架臂的长度、弹簧的刚度和减振器的阻尼等参数,可以研究悬架系统的行进过程中的振动情况,并评估悬架系统的乘坐舒适性、行驶稳定性等性能。

最后,基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化,可以进行性能优化。

通过对悬架系统的建模和仿真分析,可以得到悬架系统在不同参数下的性能曲线,然后通过优化算法,寻找到使性能最优化的参数组合。

在优化过程中,可以利用ADAMS软件的优化工具,如遗传算法、粒子群优化等,对悬架系统的不同参数进行变化,以优化悬架系统的性能指标(如乘坐舒适性、操控性能等)。

综上所述,基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化是一项重要的研究工作。

通过建立悬架系统的数学模型,利用ADAMS软件进行仿真分析和优化计算,可以得到优化后的悬架系统参数,提升汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。

这项工作对于汽车制造商和研发人员来说,具有重要的意义,可以为汽车悬架系统的设计和调试提供参考和指导。

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附录Kinematic Characterization and Optimization of V ehicle Front-suspension Design Based on ADAMSAbstract:To improve the suspension performance and steering stability of light vehicles, we built a kinematic simulation model of a whole independent double-wishbone suspension system by using ADAMS software, created random excitations of the test platforms of respectively the left and the right wheels accordingto actual running conditions of a vehicle, and explored the changing patterns of the kinematic characteristic parameters in the process of suspension motion. The irrationality of the suspension guiding mechanism design was pointed out through simulation and analysis, and the existent problems of the guiding mechanism were optimized and calculated. The results show that all the front-wheel alignment parameters, including the camber, the toe, the caster and the inclination, only slightly change within corresponding allowable ranges in design before and after optimization.The optimization reduces the variation of the wheel-center distance from 47.01 mm toa change of 8.28 mm within the allowable range of -10 mm to 10 mm, promising an improvement of the vehicle steering stability. The optimization also confines the front-wheel sideways slippage to a much smaller change of 2.23 mm; this helps to greatly reduce the wear of tires and assure the straight running stability of the vehicle. Keywords:vehicle suspension; vehicle steering; riding qualities; independent double-wishbone suspension; kinematic characteristic parameter; wheel-center distance; front-wheel sideways slippage1 IntroductionThe function of a suspension system in a vehicle is to transmit all forces and moments exerted on the wheels to the girder frame of the vehicle, smooth the impact passing from the road surface to the vehicle body and damp the impact-caused vibration of the load carrying system. There are many different structures of vehicle suspension, of which the independent double-wishbone suspension is most extensively used. An independent double-wishbonesuspension system is usually a group of space RSSR (revolute joint - spherical joint -spherical joint - revolute joint) four-bar linkage mechanisms. Its kinematic relations are complicated, its kinematic visualization is poor, and performance analysis is very difficult. Thus, rational settings of the position parameters of the guiding mechanism are crucial to assuring good performance of the independent double-wishbone suspension. The kinematic characteristics of suspension directly influence the service performance of the vehicle, especially steering stability, ride comfort, turning ease, and tire life.In this paper, we used ADAMS software to build a kinematic analysis model of an independent double-wishbone suspension, and used the model to calculate and optimize the kinematic characteristic parameters of the suspension mechanism. The optimization results are helpful for improving the kinematic performance of suspension.2 Modeling independent double-wishbone suspensionThe performance of a suspension system is reflected by the changes of wheel alignment parameters when the wheels jump. Those changes should be kept within rational ranges to assure the designed vehicle running performance. Considering the symmetry of the left and right wheels of a vehicle, it is appropriate to study only the left or the right half of the suspension system to understand the entire mechanism, excluding the variation of WCD (wheel center distance). We established a model of the left half of an independent double-wishbone suspension system as shown in Figure 1.3 Kinematic simulation analysis of suspension modelConsidering the maximum jump height of the front wheel, we positioned the drives on the translational joints between the ground and the test platform, and imposed random displacement excitations on the wheels to simulate the operating conditions of a vehicle running on an uneven road surface.The measured road-roughness data of the left and right wheels were converted into the relationship between time and road roughness at a certain vehicle speed. The spline function CUBSPL in ADAMS was used to fit and generate displacement-time history curves of excitation. The simulation results of the suspension system before optimization are illustrated in Figure 2.The camber angle, the toe angle, the caster angle and the inclination angle change onlyslightly within the corresponding designed ranges with the wheel jumping distance. This indicates an under-steering behavior together with an automatic returnability, good steering stability and safety in a running process. However, WCD decreases from 1 849.97 mm to 1 896.98 mm and FWSS from 16.48 mm to -6.99 mm, showing remarkable variations of 47.01 mm and 23.47 mm, respectively. Changes so large in WCD and FWSS are adverse to the steering ease and straight-running stability, and cause quick wear, thus reducing tire life.For independent suspensions, the variation of WCD causes side deflection of tires and then impairs steering stability through the lateral force input. Especially when the right and the left rolling wheels deviate in the same direction, the WCD-caused lateral forces on the right and the left sides cannot be offset and thus make steering unstable. Therefore, WCD variation should be kept minimum, and is required in suspension design to be within the range from -10 mm to 10 mm when wheels jump. It is obvious that the WCD of non-optimized structure of the suspension system goes beyond this range. The structure needs modifying to suppress FWSS and the change of WCD with the wheel jumping distance.ADMAS software is a strong tool for parameter optimization and analysis. It creates a parameterization model by simulating with different values of model design variables, and then analyzes the parameterization based on the returned simulation results and the final optimization calculation of all parameters. During optimization, the program automatically adjusts design variables to obtain a minimum objective function [8-10]. To reduce tire wear and improve steering stability, the Table 1 V alues of camber angle α , toe angle θ , caster angle γ and inclination angle β before and after optimizationTable 1 The data tables of optimize the results4 ConclusionsThe whole kinematic simulation model of an independent double-wishbone suspension system built by using ADAMS software with the left and the right suspension parts under random excitations can improve the calculation precision by addressing the mutual impacts of kinematic characteristic parameters of the left and the right suspension parts under random excitations. The optimization can overcome the problem of the too large variation of WCD and overly large FWSS with the wheel jumping distance. The kinematic characteristic parameters of the suspension system reach an ideal range, demonstrating that the optimization protocol is feasible. From a practical perspective, the optimization is expected to reduce tire wear, and remarkably improve suspension performance and vehicle steering stability.Figure 1 simple picture of suspensionFigure 2 Curve with the parameters of the suspension基于ADAMS 前悬架优化设计摘要:为了提高轻型车辆性能和行驶稳定,我们使用ADAMS 软件建立一个独立双横臂悬架系统运动仿真模型,并建立随机激励的测试平台,根据车辆实际运行条件,探讨悬架的运动学特征参数的变化。

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