基于虚拟样机技术的悬架参数优化设计及汽车平顺性研究

摘要

悬架作为汽车的重要总成之一，其作用是用来传递车架和车桥之间的力和力矩，缓冲不平路面所带来的冲击，以保证汽车能比较平顺的行驶。随着科学技术的飞速发展，人们对汽车性能的要求变高，汽车的行驶平顺性已经成为各大汽车制造厂商为提升产品竞争力所越来越重视的一项性能指标。传统的分析方法已经跟不上汽车飞速发展的脚步，虚拟样机技术的应用变得愈发重要，通过动力学仿真软件ADAMS可以对汽车性能进行高效的研究。
　　本文首先描述了课题研究的背景，对汽车平顺性和虚拟样机技术的发展历程进行概述，然后对多体动力学理论和动力学自动分析软件ADAMS进行了介绍。
　　接着对麦弗逊式独立悬架的结构进行分析，以此为基础在ADMAS/Car中建立麦弗逊前独立悬架的简化仿真模型，在软件中分别进行双轮同向和双轮反向激振情况下的悬架运动学仿真，根据仿真分析结果得到不符合设计要求的车轮定位参数，并以此定位参数的优化设计为目标，运用ADAMS/Insight的DOE试验设计功能找出对此定位参数影响较大的悬架结构设计硬点，并比较优化前后的仿真分析结果，对优化目标进行验证。
　　最后在ADMAS/Car中建立双横臂式后独立悬架、转向系统、前后车轮、车身以及动力系统的虚拟仿真模型，在ADAMS/Car Ride模块中选择四柱振动试验台和各总成系统组装成整车虚拟样机模型；介绍国内外的平顺性评价方法，依据GB/T4970—2009的要求在ADAMS/Car Ride中生成所需路面，对整车进行随机输入和三角形脉冲输入路面下的平顺性仿真，根据仿真分析的结果对整车平顺性进行评价。
　　全文以在ADAMS中所建立的模型为基础，初步实现了在计算机上对汽车悬架性能和整车平顺性的仿真分析，对于汽车制造厂商在产品研发过程中缩短设计周期、降低开发成本和提高产品质量都有非常重要的意义。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 虚拟样机技术

1.3 平顺性国内外研究现状

1.4 研究内容

第2章 多体动力学理论及ADAMS软件介绍

2.1 多体动力学介绍

2.2 虚拟样机技术介绍

2.3 ADAMS软件介绍

2.4 ADAMS软件算法原理

2.5 轿车模块ADAMS/car介绍

2.6 ADAMS/Car ride模块介绍

2.7 ADAMS/Insight模块介绍

2.8 小结

第3章 麦弗逊式前悬架模型建立

3.1 麦弗逊式前悬架结构分析

3.2 麦弗逊式前悬架虚拟样机建模

3.3 小结

第4章 前悬架仿真及参数优化设计

4.1 初步仿真分析

4.2 车轮定位参数的优化

4.3 小结

第5章 整车模型建立

5.1 前悬架模型

5.2 后悬架建模

5.3 转向系建模

5.4 轮胎模型

5.5 车身模型

5.6 动力系统建模

5.7 整车总成模型装配

5.8 小结

第6章 整车平顺性仿真分析

6.1 平顺性评价方法介绍

6.2 随机输入路面下的平顺性评价标准

6.3 随机输入路面下的平顺性分析

6.4 脉冲输入路面下的平顺性评价标准

6.5 三角形凸块脉冲输入路面下的平顺性分析

6.6 小结

第7章 总结和展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

研究生期间论文发表情况