汽车理论课程设计.doc

太原科技大学taiyuan university of science and technology课 程 设 计 说 明 书课程名称 汽车理论 设计题目 车轮接地点侧向滑移量 专 业 交通运输 设 计 人 党 赵 刚 学 号 200812040103指导教师 范 英 学 院 交通与物流学院时间：2012年 02月19 日 至 2012 年03月04 日任务书第一组：参照adams实例教程 出版社:北京理工大学出社。作者:李军等编。建立整车汽车第三章第二节建立汽车前悬架模型。数据可以是参考书上（主销长度330mm，主销内倾角10，主销后倾角2.5，上横臂长350mm，上横臂在汽车横向平面内的倾角11，上横臂轴水平斜置角-5，下横臂长500mm，下横臂在汽车横向平面内的倾角9.5，下横臂轴水平斜置角10，车轮前束角0.2）。同时要测试、细化和优化前悬架模型（目标函数：车轮接地点侧向滑移量、车轮侧偏角、前束、车轮跳动量）。要求：对优化前后的悬架的特征量对比分析，对不同的目标函数之间优化的结果做一简要的对比。第二组：参照adams实例教程， 出版社:北京理工大学出社，作者:李军等编。按照第三章第三节例子，建立整车模型。要求：实现该车在a、b、c级路面上的仿真，对不同路面的响应特性的进行分析。第一部分 创建前悬架模型（1）创建新模型双击桌面上得adams/view得快捷图标，创建一个名称为：front_susp的新模型。（2）设置工作环境在adams/view选择菜单中得单位命令将长度单位，质量单位，力的单位，时间单位，角度单位和频率单位分别设置为毫米，千克，牛顿，秒，度和赫兹。在工作网格命令中将网格的x方向和y方向分别设置为750和800，将网格距设置为50。同时将图标大小设置为50。（3）创建设计点在adams/view中的零件库中选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如下图：（4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节在adams/view中的零件库中选择圆柱体命令，定义不同的参数值，在对应点之间创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节。在adams/view中的零件库中选择球体命令，分别在上横臂，下横臂，转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。图形如下：创建主销，创建上横臂uca，创建下横臂lca创建拉臂pull-arm，创建转向拉杆tie-rod，创建转向节knuckle（5）创建车轮，测试平台及弹簧在adams/view中的零件库中选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计点。并在adams/view中的零件库中选择倒角命令，定义倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。应用adams/view中的零件库中选择圆柱体和长方体命令，在创建的（-350，-320，-200）设计点上创建测试平台。在上横臂上选择创建一点（174.6，347.89，24.85），在大地上创建点（174.6，647.89，24.85），点击adams/view力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。如图：创建车轮wheel设计测试平台test-patch，创建弹簧（6）创建球副 在adams/view约束库中选择球副，设计选择相关选项，在主销与上横臂之间建立约束副。同理建立主销与下横臂之间，转向拉杆与拉臂之间以及拉杆与大地之间的球约束副。（7）创建固定副 在adams/view约束库中选择固定副，设置相应选项，选择固定点创建拉臂与主销之间的约束副。同样建立转向节与主销，车轮与转向节之间的固定副。（8）创建旋转副点击adams/view约束库中中的旋转副，设置参数，选择参考点放置旋转副，在菜单栏的edit菜单中选“modify”命令，修改刚创建的旋转副。将上横臂设置为水平斜置-5度。同理将下横臂设置为水平斜置10度。（9）创建移动副 在adams/view约束库中选择移动副，选择测试平台的质心作为位置点，建立平台与大地之间的约束。（10）创建点-面约束副 在adams/view约束库的建点-面约束副，选择测试平台与车轮为参考物体，选择测试平台的质心作为约束副的位置点，创建车轮与测试平台之间的约束副。（11）保存模型在adams/view中，选择“file”菜单中的“save datebase as”命令，将前悬架模型保存。第二部分 测量前悬架模型（1）添加驱动，实现模型的运动仿真点击adams驱动库中的直线运动按钮，选择测试平台和大地的移动副约束，创建直线运动motion-1。接着输入驱动的函数表达式，100*sin(360d*time),即上下跳动的幅度为100mm,周期为1s，按下仿真按钮，设置终止时间为1s，工作步为100，进行仿真。( 2 ) 测量车轮接地点侧向滑移量首先，在车轮上创建marker，本例为wheel.mar-35,修改它的位置（150，270，0）；然后，在大地上创建marker,本例为ground.mar-36,它的位置与wheel.mar-35相同。在adams/view菜单栏中，选择buildmeasurefunctionnew,创建新的测量函数。在函数编辑器中，编辑车轮接地点侧向滑移量的函数表达式：dx（.front_susp.wheel.mar_35,.front_susp.ground.mar_36）其中,to marker 选择车轮上wheel.mar-35, from marker 选择大地上ground.mar-36.按ok，创建车轮接地点侧向滑移量的测量曲线，同时，系统生成车轮接地点侧向滑移量的测量曲线，设置终止时间1，工作步为100，进行仿真，车轮接地点侧向滑移量曲线如下图所示。第三部分 细化前悬架模型（1）创建设计变量：依次创建变量主销长度dv_1，主销内倾角dv_2，主销后倾角dv_3，上横臂长度dv_4，上横臂在汽车横向平面的倾角dv_5，上横臂轴的水平斜置角dv_6，下横臂长度dv_7，下横臂在汽车横向平面的倾角dv_8，上横臂轴的水平斜置角dv_9。（2）将设计点参数化：将uca_outer，uca_inner，lca_inner, knuckle_inner, knuckle_outer进行参数化（3）将物体参数化：依次将主销长度设定为变量dv1，把上横臂圆柱体长度设定为dv4，将下横臂长度设定为dv7将拉臂的长度参数化第四部分 优化前悬架模型（1） 定义目标函数本例为了减轻车轮磨损，选择车轮接地点侧向滑移量的绝对值为目标函数，通过对上横臂长度、上横臂在汽车横向平面的倾角、下横臂长度和下横臂在汽车横向平面的倾角的优化分析，使车轮接地点侧向滑移量的绝对值最小。在adams/view菜单中，选择buildmaesurefunctionnew，创建测量函数，借助于函数编辑器提供的基本函数，编辑目标函数的函数表达式：abs(.front_susp.sideways_dispiacement)按“ok”，创建目标函数“object_fun”如下图所示：系统生成目标函数“object_fun”的曲线窗口，点击仿真按钮，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真，生成目标函数曲线如下图所示：（2） 优化模型迭代变量dv_1，迭代dv_2，迭代变量dv-3迭代变量dv_4,dv_5,dv_6,dv_7,dv_8,dv_9从以上的迭代变量可以发现“dv_1” “dv_2” “dv_3”的敏感度较高，因此，在adams/view菜单栏中，选择simulatedesign evaluation系统弹出优化设计变量对话窗，优化目标函数“object_fun”的最大值，优化设计变量为“dv_1” “dv_2” “dv_3”，优化的目标为函数值最小，如下图所示： 点击“output”按钮，在设置仿真对话窗中，选择“save analyses”。 点击优化设计对话窗底部的“start”按钮，adams对汽车前悬架进行优化设计分析，生成目标函数迭代次数变化的对话窗口，系统完成对汽车前悬架的优化后，生成曲线如下所示： (3) 察看优化结果 点击优化设计变量对话窗的“creat tabular report