车辆工程毕业设计（论文）开题报告-双横臂前悬架参数匹配与运动仿真.doc

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:双横臂独立悬架参数匹配与运动仿真院 系 名 称:汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程07-2 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2011年3月11日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2指导教师姓名职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称双横臂独立悬架参数匹配与运动仿真一、课题研究现状、选题目的和意义研究现状： 悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架和车身弹性的连接在一起，其性能优劣直接影响到汽车行驶平顺性、操纵稳定性、转向轻便性和轮胎的使用寿命。悬架的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力造成的力矩传递到车架上，并且缓和由不平等路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。从20世纪80年代后期开始，为了提高行驶安全性，越来越多的高级轿车悬架采用了双横臂结构。双横臂式独立悬架的两个摆臂长度可以相等，也可以不等。车轮上下跳动时，车轮轮轴绕两个横臂转动，因而两个横臂也称摆臂，在上部的称上摆臂，下部称下摆臂，由于两个摆臂均为横向布置，所以称为双横臂或双摆臂。现代汽车的断开式前桥系统大多数采用双横臂式独立悬架机构，以保证在各种行驶条件下获得平顺性和操纵稳定性的最佳匹配。由于悬架性能对整车的平顺性和操纵稳定性的影响很大，所以采用计算机辅助计算，提高其设计质量。传统的设计方法通常采用平面作图法或是平面解析法，由于忽略了悬架机构系统的空间布置形式，很难获得较好的优化结果。双横臂独立悬架是目前汽车中使用最广泛的独立悬架之一。双横臂独立悬架是一种比较复杂的多环路空间机构、其运动直观性差、参数确定相当复杂，给运动分析带来极大的困难，机械系统分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）是世界上应用广泛的机械系统动力学仿真分析软件。其中，在汽车工业中的应用最为广泛，目前已成为世界各主要汽车公司及其零部件供应商的主要动力学仿真软件。对于机械系统的模型的建立，可以不再为机械系统的复杂而烦恼，因为我们运用ADAMS软件所要做的仅仅是将实际系统抽象为物理模型，并且将物理模型在ADAMS软件的平台上表现出来，剩下的诸如建立数学模型，求解都由ADAMS软件来完成。通过ADAMS对样车建模，并且仿真分析了在车轮转向和车轮上下跳动时前轮定位参数等性能参数的变化情况。对比了优化前后的特性曲线，优化之后的转向梯形使车轮在转向时左右车轮转角更加符合理论转角关系，从而降低了轮胎磨损，提高的行车平顺性和安全性。对改善车辆的行驶平顺性、减轻车辆自重以及减少对公路的破坏具有重要意义。在悬架系统在运动学性能分析过程中，主要反映为车轮受上下跳动激励时车轮定位角的变化情况。在车轮行驶过程中正常轮跳行程内让车轮定位参数在合理的范围内，以保证汽车设计所期望达到的性能。车轮定位参数主要包括主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角和车轮前束量等。传统悬架系统设计、试验、试制过程中必须边试验边改进，从设计到试制、试验、定型，产品开发成本较高，周期长。运用虚拟样机技术，结合虚拟设计和虚拟试验，可以大大简化悬架系统设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，提高产品质量和产品的系统性能，获得最优设计产品。目的及意义：通过分析研究双横臂独立悬架的运动特性以及各组成部件的特性，提出一套实用的汽车前独立悬架设计分析方法，运用Pro E和ADAMS，对双横臂独立悬架进行建模和运动学仿真分析，从而为设计和改进提供快速、可靠的技术依据，达到大幅度降低设备研制成本的目的。在试制前的阶段进行设计和试验仿真，并提出优化设计的意见，获得分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系。获得相关数据，在产品制造出之前，就可以发现并更正设计的缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率。在实际设计双横臂独立悬架过程中定位参数设定复杂，通过ADAMS和Pro E参数匹配有效解决该问题，为悬架设计者节省了时间和精力。 在此次悬架设计中，我将对双横臂独立悬架有更为细致的认识，把大学中所学基础知识系统的综合运用，这样可以使我对专业知识进一步的巩固和提升，悬架设计难点在于个个参数的合理匹配，计算量相对比较大，需要反复的修正和匹配参数，从中我将会真正体会到今后工作中应具背的心态。此外，在设计中我需要用到ADAMS软件，我从未接触过，需要自己独立的进行学习，这对我是个考验，也是能力提升的好机会，为今后的设计工作打下了良好的基础。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本内容：分析双横臂独立式悬架的结构和悬架设计要求，在悬架设计中，根据整车的布置要求以及经验数据，确定悬架的整体空间数据和性能参数，运用PRO/E建立三维物理模型，并在ADAMS软件平台上建立双横臂独立悬架的简化物理模型，进行动力学仿真分析，通过分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系获得相关数据，优化相关参数，建立虚拟双横臂独立选件模型。主要技术要求：1、车轮跳动时，轮距变化不超过4mm以防止轮胎早期磨损。2、车轮跳动时，前轮定位角变化特性合理。3、转弯时，车身在0.4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于3-5，并保证车轮与车身倾斜同向，以增加不足转向效应。4、制动及加速时，车身应有“抗点头”及“抗后坐”效应。5、应具有足够的强度，以可靠地承受及传递除垂直力以外的力和力矩。解决的问题：1.ADAMS软件没有基础，需要借助相关参考书进行学习，在遇到无法独立解决问题是向老师请教，预计在一周内掌握其基本操作，在设计过程中不断深入了解。2.虽然现在对悬架基本设计有了一定的头绪，大体有了掌握，但细节上还不能完全深入体会，这就需要我多参照相关悬架设计参考书或文献，不断完善自己的设计。3.Pro E基本操作需要重新温习，达到熟练掌握，Pro E还需进一步深入了解和掌握，在平时练习外，还需要虚心向同学、老师请教。4.此次设计需要创新，这就需要对双横臂独立悬架结构和参数之间的匹配有深刻的认识，大量阅读相关资料必不可少，将自己的理解整理好与导师请教，使自己对双横臂独立悬架设计思想不断升华。三、技术路线（研究方法）收集资料 完成开题报告 初步计算悬架各部件尺寸，校核强度及寿命采用ADAMS构建等比例简化物理模型、运动学分析根据最终确定参数绘制proe实体模型Proe零件图一套，装配图完成说明书 出图 完成毕业设计 审核修改 四、进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告 第1、2周（2月28日3月6日）(2) 根据给出的相关尺寸参数进行相关部件的参数计算，并进行验证 第 3、4周（3月7日3月20日）(3) 在ADAMS软件平台上建立零件的等比例物理模型，进行运动学分析 第5、6、7周（3月214月10日）（4）利用部件的链接关系建立部件之间的装配 第8、9、10、11周（4月115月8日）（5）设计1.5万字说明书一份，零件图一套（包括PRO/E零件图）第12、13、14周（5月9日5月29日）（6）毕业设计审核、修改 第15、16周（5月30日6月12日）（7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月13日6月 19日）五、参考文献1陈家瑞主编 汽车构造 下册/ 第2版 机械工业出版社M 20052余志生主编 汽车理论 第五版 机械工业出版社M 2009.33徐灏主编机械设计手册 第三卷 机械工业出版社 4刘维信主编 汽车设计第一版 清华大学出版社M 2001.7 5刘虹 王其东 基于ADAMS双横臂独立悬架运动学仿真分析期刊论文合肥工业大学学报J 2007.1 6李静 初亮 鲁和安 双横臂独立悬架导向机构的运动特性期刊论文 农业机械学报J 2002.3 7毛务本 韩锐 独立悬架转向梯形机构断开点的优化期刊论文 江苏大学学报J 2004.3 8杨可桢 程光蕴 李仲生主编 机械设计基础 高等教育出版社M 2006.5 9王其东 陈无畏 何文辉 吴越俊 基于多体动力学的双横臂独立悬架线刚度的计 农业机械学报 J 2004.5 10周四新主编 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 实例教程 电子工业出版社M 2007.711 张亮亮 裴永生 吴丹丹 基于ADAMS的双横臂独立悬架的仿真分析及优化设计燕山大学车辆与能源学院 J 2010 12周松鹤 徐烈烜主编 工程力学 机械工业出版社M 2007.913李军邢俊文谭文洁ADAMS实例教程M200214Usi