基于ADAMS的汽车悬架与轮胎性能匹配优化研究

摘要

汽车悬架与轮胎是影响汽车操纵稳定性和舒适性的重要因素,对汽车悬架与轮胎性能进行匹配优化研究,可有利于提高汽车操纵稳定性。论文基于ADAMS软件,对仿真汽车进行了悬架与轮胎性能的匹配优化,以提高仿真汽车的的操纵稳定性,并参考我国的操纵稳定性仿真标准,进行了整车仿真试验,对优化前后性能进行了比较研究。
　　本文的主要研究内容如下:
　　介绍了课题的研究背景、研究内容与目的,并对本研究所用的ADAMS软件的基本算法和ADAMS软件模块进行简单介绍。
　　利用ADAMS/Car模块建立了整车模型,进行了整车仿真试验,得到仿真汽车侧向加速度与横摆角速度的时间响应图线。对双叉臂式前悬架与多连杆式后悬架进行了双轮同向激振仿真试验,并利用ADAMS/Insight模块对前后悬架进行了仿真优化。仿真结果表明前悬架的点头量、主销内倾角、轮胎的外倾角和前束角得到优化,磨胎半径基本不变,而主销后倾角略微偏大;后悬架的点头量、轮胎的前束角和磨胎半径得到优化,而轮胎外倾角基本保持不变。
　　使用优化后的前后悬架,进行悬架与轮胎性能的匹配优化,选择轮胎的半径、垂直刚度和侧向刚度为设计量,把整车仿真试验对应侧向加速度和横摆角速度作为目标函数,依次对轮胎的三个设计量在小范围内变动,得到不同整车仿真结果。对比这些结果,从中选出相对优化的轮胎参数,最终找到与优化后悬架匹配的最优轮胎参数值。
　　对比原整车模型、悬架优化后的整车模型、悬架和轮胎匹配优化后的整车模型的整车仿真试验结果,验证了优化方案的可行性,证明汽车悬架与轮胎性能的匹配优化可以更好的改善整车的操纵稳定性,同时可以指导悬架与轮胎的设计。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题的国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 课题的研究目的与内容

2 ADAMS软件及模块简介与基本算法介绍

2.1 ADAMS软件简介

2.2 课题用到的ADAMS模块的简介

2.3 多体系统动力学发展状况

2.4 使用的广义坐标

2.5 ADAMS运动学分析

2.5.1 ADAMS运动学方程

2.5.2 ADAMS运动学方程的解法

2.6 ADAMS动力学分析

2.6.1 ADAMS动力学方程的建立

2.6.2 初始条件分析

2.6.3 动力学方程的求解

3 整车模型的建立

3.1 ADAMS/Caur建模的方法与步骤

3.2 前悬架的建立

3.3 后悬架的建立

3.4 转向系的建立

3.5 轮胎的建立

3.6 制动系统的建立

3.7 发动机模型的建立

3.8 车体模型的建立

3.9 整车模型的建立

4 整车操纵稳定性仿真

4.1 整车仿真的一般步骤

4.2 整车操纵稳定的仿真参考标准

4.3 整车操纵稳定性仿真试验

4.3.1 汽车操纵稳定行试验方法蛇行试验

4.3.2 汽车操纵稳定行试验方法转向瞬态响应试验(转向盘阶跃输入试验)

4.3.3 汽车操纵稳定行试验方法转向瞬态响应试验(转向盘转角脉冲输入)

4.3.4 汽车操纵稳定行试验方法转向回正性能试验

4.3.5 汽车操纵稳定行试验方法稳态回转试验

5 仿真汽车前后悬架的优化

5.1 汽车悬架对操纵稳定性的影响

5.1.1 主销后倾角

5.1.2 主销内倾角

5.1.3 车轮外倾角

5.1.4 车轮前束角

5.2 悬架优化步骤

5.3 前悬架的优化

5.4 前悬架优化前后仿真结果对比分析

5.5 后悬架的优化

5.6 后悬架优化前后仿真结果对比分析

6 汽车悬架与轮胎性能参数的匹配优化

6.1 汽车轮胎对操纵稳定性的影响

6.2 汽车悬架与轮胎性能参数优化的步骤

6.2.1 汽车悬架与轮胎性能参数匹配优化方法的确定

6.2.2 轮胎设计变量的选取

6.2.3 设计变量的选取

6.2.4 整车仿真与悬架和轮胎的匹配优化

6.3 悬架与轮胎的匹配优化

6.3.1 轮胎半径的优化

6.3.2 轮胎垂直刚度的优化

6.3.3 轮胎侧向刚度的优化

7 整车优化结果分析

7.1 优化前、悬架优化后、悬架与轮胎匹配优化后整车仿真结果的比较

7.2 汽车悬架与轮胎性能匹配优化总结

8 总结与展望

8.1 总结

8.2 展望

参考文献

致谢

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