汽车底盘(悬架)毕业设计.doc

课程设计说明书学院：机械电子工程学院班级：交通运输学生：略指导老师：略任务书 本次课程设计的任务如下：第一组： 建立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，建立目标函数，最后与MATLAB实现联合仿真。1. 测量车轮接地点侧向滑移量2. 测量车轮侧偏角3. 测量车轮前束值4. 测量车轮跳动量5. 测量主销后倾角第二组： 建立整车模型，实现该车在A,B,C三级道路路面上的仿真。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：（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： （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*sin9(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 )测量前轮外倾（侧偏）角创建前轮外倾角的测量函数.FRONT_SUSP.Cnmber_AngleATAN( DY(MARKER_10, MARKER_26)/DX(MARKER_10, MARKER_26) )）：其中MARKER_10和.MARKER_26分别为点Knuckle-outer和Knuckle-inner处的marker。进行仿真，设置终止时间为3S，工作步为300，可得到三个周期的前轮外倾角变化图：分析：通过测量，可以看出当地面有一正弦函数作用于车轮时，车轮外倾角也随着发生周期性变化，而且还会出现车轮负外倾，即内倾。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）定义目标函数在汽车运动过程中前轮的外倾角的绝对值应尽量接近于零，即车轮在运动过程中尽量不发生侧偏。因而选定目标函数为前轮外倾角的绝对值。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. Cnmber_Angle)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 在ADAMS/View菜单栏中，选择SimulateSimulate ScriptNew,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”，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 of results”,在