微型运动款汽车前悬架设计与整车动力学仿真

摘要

汽车悬架是现代汽车上的重要总成之一，其结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车操纵稳定性有很大的影响。而操纵稳定性是汽车的重要使用性能之一，它不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定高速汽车行驶安全的一个重要性能，被称为高速车辆的生命线。因此操纵稳定性日益受到人们的重视。但是传统的研究分析方法已无法满足现代汽车的研究要求，现在虚拟样机技术作为一项新的产业技术，己经开始应用到各个领域。本文利用ADAMS和ANSYS这两款软件对前悬架和整车进行建模和分析。
　　本文所研究的微型运动款汽车在国内属于首创。本文首先根据整车总布置的参数对前悬架结构型式进行选择，对前悬架主要参数、导向机构的参数及布置、其他主要结构元件等进行设计与计算。接着利用ADAMS/View模块建立前悬架的参数化模型，并对其进行优化分析。然后利用ANSYS软件对双横臂悬架的下横臂总成进行了有限元静力分析和模态分析。最后利用ADAMS/Car模块建立该运动款汽车的整车虚拟样机模型，并进行操纵稳定性分析，分析影响操纵稳定性的主要因素，包括质心高度、质心前后位置、前悬架刚度、整车载荷和前后轮胎的侧偏刚度等参数。研究这些结构参数对整车瞬态响应的影响。

目录

微型运动款汽车前悬架设计与整车动力学仿真

FRONT SUSPENSION DESIGN AND VEHICLE DYNAMICS SIMULATION OF MINI SPORTY CAR

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外运动款汽车的发展概况

1.3 多体系统动力学

1.3.1 多体系统动力学简介

1.3.2 多体系统动力学在汽车研究中的应用

1.4 本文研究的主要内容

第2章 前悬架结构元件参数设计与计算

2.1 前悬架总成设计要求

2.1.1 整车参数的确定

2.1.2 前悬架设计要求

2.2 前悬架总成设计

2.2.1 悬架类型分析与选择

2.2.2 悬架偏频与刚度

2.2.3 悬挂质量与非悬挂质量

2.2.4 侧倾中心与侧倾角刚度

2.2.5 前悬架上下横臂的布置方案

2.2.6 其他结构元件参数设计与计算

2.3 车轮主要定位参数的确定

2.3.1 主销后倾角

2.3.2 主销内倾角

2.3.3 前轮外倾角

2.3.4 前轮前束

2.4 前悬架受力分析

2.4.1 前悬架整体受力分析

2.4.2 上横臂受力分析

2.4.3 下横臂受力分析

2.5 前悬架结构元件选择及设计

2.5.1 前悬架上下横臂及转向横拉杆设计

2.5.2 前悬架选购件介绍

2.6 前悬架总成与整车建模

2.7 本章小结

第3章 前悬架建模及优化分析

3.1 ADAMS简介

3.2 前悬架模型的建立

3.2.1 前悬架模型的拓扑结构

3.2.2 建立前悬架模型

3.3 建立数学模型和测量函数

3.3.1 建立数学模型

3.3.2 建立测量函数

3.4 基于ADAMS/View的前悬架的优化设计及仿真分析

3.4.1 定义设计变量并运行设计研究

3.4.3 前悬架的优化结果分析

3.5 下横臂总成受力求解

3.6 前悬架下横臂总成结构有限元建模

3.6.1 有限元法的基本思想

3.6.2 下横臂总成有限元建模

3.7 下横臂总成结构有限元分析

3.7.1 下横臂总成静力分析

3.7.2 下横臂总成模态分析

3.8 本章小结

第4章 基于ADAMS/Car建立整车模型

4.1 ADAMS/Car建模步骤及方法

4.2 整车模板的建立

4.2.1 前悬架建模

4.2.2 后悬架建模

4.2.3 车体建模

4.2.4 其他总成建模

4.3 建立整车子系统

4.4 整车模型及调节质量参数

4.5 本章小结

第5章 整车操纵稳定性仿真分析

5.1运动款汽车操纵稳定性的特点及分析方法

5.2 运动款汽车操纵稳定性仿真试验

5.2.1 稳态转向特性仿真试验

5.2.2 蛇形仿真试验

5.2.3 双移线仿真试验

5.2.4 转向盘转角阶跃输入试验仿真分析

5.2.5转向盘转角脉冲输入仿真试验

5.3 影响因素分析

5.4 本章小结

结 论

参考文献

附录1 稳态转向驱动控制文件

附录2 蛇形试验驱动控制文件

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致 谢