毕业设计-基于ADAMS的汽车前悬架建模与仿真

1、安徽农业大学毕业论文论文题目基于adams的汽车前悬架建模与仿真姓 名学 号11101708院系工学院专业车辆工程指导教师职称讲师中国合肥二o 五年五月1绪论11.1悬架简介11.2悬架的功用21.3 悬架的分类21. 4悬架对汽车主要性能的影响31. 4. 1悬架对汽车行驶平顺性的影响31.4. 2悬架对汽车操纵稳定性的影响51. 5双横臂悬架及adams软件62 建立adams/vicw前悬架模型62. 1创建设计点62. 2 创建悬架一般部件72.3创建车轮、测试平台及弹簧83 添加约束94检验模型95前悬架运动学特性分析仿真105. 1 添加驱动105.2测量主销内倾角115.3测量主

2、销后倾角115. 4测量前轮外倾角125.5测量前轮前束角135.6测量车轮接地点侧向滑移量146汽车前悬架的相关特性分析157对前悬架模型的展望16结论16致谢17参考文献17基于adams的汽车前悬架建模与仿真作(安徽农业大学工学院2011级车辆工程专业合肥230036)摘要：汽车轮胎异常磨损现彖的外在表现形式是很多样化的，它发生的原因主要 是由于轮胎的设计参数不当，或是由于车轮本身的定位参数不当，即悬架的设定 参数不当悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的所有传力连接装置的总 称，其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲由不平路而传给车架 或车身的冲击力，并衰减由此引起的振动。悬

3、架设计的好坏会影响轮胎的寿命. 为了解决某车型普遍存在轮胎早期磨损严重的问题，我们通过adams/vicw软件 建立该车型前悬架的虚拟样机模型，进行运动学仿真分析，找岀影响轮胎严重磨 损的最主要的定位参数，确定优化的目标。关键词：双横臂悬架；adams/view；车轮定位参数；仿真分析；展望1绪论1.1悬架简介现代汽车的悬架一般都由弹性元件、减振器和导向机构等三部分组成，此外，还 辅设有缓冲块和横向稳定器。弹性元件：弹性元件用来承受并传递垂直载荷、缓和不平路面、紧急制动、加速 和转弯引起的冲击或车身位置的变化。常见的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、 扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振

4、器：减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动。减振器的类型有筒式减振器、 阻力可调式减振器和充气式减振器。用于限制弹簧的自由振荡，提高乘坐舒适 性。横向稳定器：有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向 倾斜，在悬架系统中加设有横向稳定杆，目的是提高侧倾刚度，使汽车具有不 足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。用于防止汽车横向摆动。导向装置：导向装置用來使车轮按一定运动轨迹相对车身运动，同时起传递 力作用。通常导向装置由控制摆臂式杆件组成，有单杆式和连杆式的。钢板弹簧 作为弹性元件时，它本身兼导向作用，可不另设导向装置用于使上述部件定 位，并控制车轮的横向和纵向运动。1.2悬

5、架的功用 对不平整路面所造成的汽车行驶屮的各种颤动、摇摆和震动等，与轮胎一起, 予以吸收和减缓。从而保障乘客和货物的安全，并提高驾驶稳定性。 将路而与车轮之间的磨擦所产生的驱动力和制动力，传输至底盘和车身。 支承车桥上的车身，并使车身与车轮之间保持适当的几何关系。典型的汽车悬架结构由弹性元件、减振器以及导向机构等组成，这三部分分别 起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬架多具有螺旋弹簧和减振器结构，但 不同类型的悬架的导向机构差异却很大，这也是悬架性能差异的核心构件。1.3悬架的分类悬架的基本类型1）按照控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架两大类。冃前多数 汽车上采用被动式悬架。被动

6、式悬架的定义是，汽车姿态（状态）只能被动取决 于路而、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器这些机械零件。80 年代，主动悬架开始在一部分汽车上应用，fi前使用主动悬架的高级汽车越来越 多。主动悬架可以根据路而和行驶工况自动调整悬架的刚度和阻尼，从而使车辆 能主动地控制垂直振动及其车身或车架的姿态。该系统通常由传感器、控制阀、 执行机构和悬架系统组成。2）悬架按导向机构分为独立悬架和非独立悬架。非独立悬架（整体桥悬架或刚性悬架）因其结构简单，工作可靠，而被广泛应 用于货车的前、后悬架。在轿车中，非独立悬架仅用于后桥。非独立悬架的特 点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮连同车桥一起通过弹

7、性元件悬架在车 架或车身上一侧车轮受到冲击时会直接影响到另一侧车轮。非独立悬架由于簧载 质量比较大，特别是汽车高速行使，悬架受到较大的冲击载荷时，汽车平顺性较 差。a）非独立悬架b）独立悬架非独立悬架的结构，特别是导向机构的结构，随所采用的弹性元件的不同而 有差异，而且有时差别很大。采用螺旋弹、气体弹簧时需要有较复杂的导向机构。 而采用钢板弹簧时，由于钢板弹簧本身可兼起导向机构的作用，并有一定的减振 作用，使得悬架结构大为简化。因而在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹 性元件。独立悬架的特点是两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性地连接，当侧车 轮受到冲击时，基运动不会直接影响到另一侧车轮。独立

8、悬架所采用的车桥是短 开式的，这样可使发动机降低安装位置，有利于降低汽车重心，并使结构紧凑。 独立悬架允许前轮有较大的跳动空间，这样便于选择较软的弹性元件使平顺得到 改善。同时，独立悬架簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性能。独立悬架采用断开式车桥，两侧车轮分别通过独立悬架与车架或车身相连，每 侧车轮可单独运动，互不干扰。轿车和载质量在1000kg以下的货车的转向轮 广泛采用独立悬架，这样可以满足行使平顺性，操纵稳定性等方面的要求。但是, 独立悬架结构复杂，制造成本高，维修不方便。独立悬架中的弹性元件往往都使用螺旋弹簧和扭杆弹簧，钢板弹簧和其它形式 的弹簧很少使用。根据悬架导向装置的不同，独立悬

9、架可分为双横臂、单横臂、 纵臂式，单斜臂，多杆式及滑柱连杆（摆臂）式（麦弗逊式）等多种。目前采用 较多的是不等长双臂式、滑柱连杆式和斜置单臂式。1 -4悬架对汽车主要性能的影响141悬架对汽车行驶平顺性的影响1.悬架弹性特性对汽车行驶平顺性的影响汽车是一个多质量的复杂的振动系统，为简化计算，可将汽车身看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量，其固有频率d可由下式确定：c-悬架刚度，n/mm;g-簧载质量，no因为g/c=f （f-重量g作用下的悬架的静挠度，価），则 从上面可看出，车身振动的固有频率n,由簧载重量g、悬架刚度c或悬架静 挠度f决定闾。而这种力而后变形（g二cf）的关系曲线称为悬

10、架的弹性特性。线性弹性特性，即悬架变形与所受载荷成比例地变化，所以其刚度c是常数。 由上面公式可知车身振动频率将随载荷而变。一般钢板弹簧悬架即属此类。具有 线性弹性特性的汽车，在使用中其车身振动的固有频率将随装载的多少而改变, 尤其是后悬架载荷变化很大的货车和大客车。这种变化将使汽车前后悬架的频率 相差过大，结果导致汽车车身的猛烈颠簸（纵向角振动），因而使汽车行驶平顺性 变坏。为此，可采用具有非线性弹性特性的悬架，即悬架的刚度可随载荷的改变而 变化，也称为变刚度悬架。变刚度悬架的非线性弹性特性，由于刚度c随载荷而改变，可以使得在载荷 变化时，保持车身振动的固有频率不变,从而获得良好的汽车行驶平

11、顺性。然而，这种较为理想的弹性特性的悬架是难于实现的。在悬架设计中，力求减 小固有频率随载荷而变化的幅度（或范圉），从而不同程度地改善汽车行驶平顺 性。非线性的悬架弹性特性可以采用适当的悬架结构（导向机构）或弹性元件（如 加辅助弹簧、调节弹簧、空气弹簧等）來实现。2. 悬架系统中的阻尼对汽车行驶平顺性的影响为了衰减车身的自由振动和抑制车身、车轮的共振，以减小车身的垂直振动 加速度和车轮的振幅（减小车轮对地面压力的变化，防止车轮跳离地面），悬架系 统中应具有适当的阻尼。在悬架系统中，引起振动衰减的阻尼来源很多。例如, 在有相对运动的摩擦副中，轮胎变形时橡胶分子间的摩擦,或在系统中装置减振 器,等

12、等。对于各种悬架结构，以钢板弹簧悬架系统中的干摩擦最大，钢板弹簧叶 片数fi越多，摩擦越大。所以，有的汽车采用钢板弹簧悬架时，可以不装减振器。 而采用其他内摩擦很小的弹性元件（如螺旋弹簧、扭杆弹簧等）的悬架，则需用减 振器使自由振动衰减，以提高汽车行驶平顺性。虽然在悬架系统中存在干摩擦能衰减振动，但其阻尼力不稳定，不易控制，而 且干摩擦的存在又使悬架在承受路而冲击时,将部分冲击传给车身，损害了行驶 平顺性。故冃前在多数汽车的悬架系统中尽量减少干摩擦而装有液力减振器，促 使振动迅速衰减以提高汽车行驶平顺性。钢板弹簧悬架系统中，可采用减少叶片数目，在叶片间加润滑脂或减摩衬垫 等方法减少干摩擦。3.

13、 非簧载质量对汽车行驶平顺性的影响由悬架支承的部件、总成等称为簧载质量（或悬挂质量），不是由悬架支承的 部分称为非簧载质量（或非悬挂质量）。减小非簧载质量，使簧载质量与非簧载质 量的比值较大，可以减小高频共振区车身振动加速度和减少车轮离开地面的机 率。因此,在汽车设计中，为提高汽车行驶平顺性，采用非簧载质量较小的独立悬 架更为有利。综上，优化设计性能良好的悬架，可以有效改善汽车的平顺性,保证乘客的舒 适与所运货物的完整，提高汽车的运输生产率,降低燃料消耗，延长零件使用寿命 和提高零件的工作可靠性等。1.4.2悬架对汽车操纵稳定性的影响所谓汽车操纵稳定性，是指汽车能正确地按驾驶员通过操纵转向系所

14、确定的 方向行驶，且在外力干扰下能保持稳定或经过干扰后在一定时间内恢复稳定工况 的性能。影响操纵稳定性的主要参数是车轮偏离角、前轮定位角、导向杆系与转 向拉杆的运动协调性。一般的载货汽车前、后悬架都采用钢板弹簧悬架，且使前轮的侧倾转向效应 与后轮恰恰相反，这样在离心力的作用下，前轮的转弯半径变大，产生不足转 向。因此。对于前、后悬架都采用钢板弹簧的汽车，前悬架具有不足转向特性， 后悬架具有过度转向特性，两者综合的结果往往是满载时具有轻微的不足转向特 性，而在空载时具有轻微的过度转向特性。对于独立悬架，有的车前轮前束变化规律设计成当车轮上跳时，前束变化为 后束，而当车轮反弹时，前束变化为增加趋势

15、。这样当汽车转弯时，外倾车轮成 为前束，内倾车轮成为后束，从而导致产生轴转向效应。前轮定位参数及相应的几何参数影响到很多性能，如直线行驶稳定性、稳态 转向特性、抗“点头”、后仰能力、前轮自动回正和轮胎的磨耗等。这些参数的 数值随车轮上、下跳动及所受及所受的侧向力、纵向力而变化。其变化规律由悬 架的结构形式、杆件参数与刚度所决定。设计中要考虑到这些参数的变化，并加 以控制。1.5双横臂悬架及adams软件双横臂独立悬架分为两摆臂等长的和不等长的两种。在两摆臂不等长的悬架 中，如两摆臂长度选择适当，可以使车轮和主销的角度以及轮距的变化都不太大。 不大的轮距变化在轮胎较软时可以由轮胎变形来适应，冃前

16、轿车的轮胎可容许轮 距的改变在每个车轮上达到4-5nini而不致沿路面滑移。因此，不等长的双横臂式 独立悬架在轿车前轮上的应用较广。前轮一般为转向轮，转向轮在偶遇外力作用发生偏转时，一旦外力消失后， 应能立即自动回正到原来直线行驶的位置。这种自动回正作用是由转向轮的定位 参数来保证的。定位参数主要有主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前 束。当前悬架参数设计不合理时，这些定位参数的变化量会超过一定界限，因此 会加速前轮的磨损，甚至影响车辆的操作稳定性和行驶平顺性等其他性能。adams软件是一种虚拟样机分析软件，全名叫机械系统动力学分析软件。 它是为汽车、航空、铁道行业开发的专用分析软件。本

17、文通过运用adams软件的 基本模块屮的adams/vicw (用户界面模块)来建立某车型采用的双横臂独立前 悬架，并进行仿真分析以确定需要优化的r标，对其轮胎磨损严重现象给出合理 的解释.2建立adams/view前悬架模型该车的前悬架包括主销(kingpin)、上横臂(uca)、下横臂(lca)、拉臂(pull_arm)、 转向拉杆(tie rod) 转向节(knuckle)。其基本参数如下所示：主销内倾角为11°，主销后倾角为4°，主销长340mm;上横僭长360n)ni,上横僭在汽车横向平面的倾角为12°，上横臂轴水平斜置-6° ; 下横僭长51

18、0mm,下横僭在汽车横向平面的倾角为10°，下横臂轴水平斜置11°。2.1创建设计点前悬架模型中的左侧设计点的坐标安排如表1所示，悬架的右侧点坐标与左侧的 点坐标关于z轴相对称，因此这里只建立左侧模型的各部件。表1设计点的位置设计点x坐标y坐标z坐标lca_outer000uca outer58. 38330. 7514. 86uca_inner400394. 0645. 44lca_inner490. 3683. 25-85. 56tie_rod_outer-27. 04100-172. 30ti e_rod i nner440. 02182. 33-252. 68knu

19、ckle_inner18. 85105. 464. 95knuckle outer-236. 25102. 433. 96建立好的设计点如图1所示:2.2创建悬架一般部件根据表1来建立前悬架模型的左侧各个部件。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、转向拉杆和转向节。在adams/view屮的零件库屮选择球体命令，分别以上横臂、下横臂与转向横拉杆上的相应点作为参考点创建球较接。图形如图2：图22.3创建车轮、测试平台及弹簧在adama/vicw屮的零件库屮选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计 点。并在adams/vi

20、cw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。在adams/view屮的零件库屮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。在上横臂上选择一点(175. 5, 350, 28. 5),在大地上创建点(175. 5, 650, 28.5), 点击adams/vicw力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。绘好后如图3所示:3添加约束模型左侧的各部件间的约束副指标如表2所示: 表20 一4检验模型在窗口右下方的图/上右击鼠标出现,然后单击，出现图5所示对话框名称球面副固定副旋转副i part j partuca

21、lcakingpintie_rod pull_armpull_armknucklekingpinucalcachassis限制的2个旋转自由度3个平移自由度3个平移悬架左侧的各零部件之间的约束添加成功以后，悬架就建好了，其模型图如图4图5此对话框的出现说明该前悬架建立成功，没有错误，为下一步仿真分析奠定棊础。5前悬架运动学特性分析仿真5.1添加驱动左侧模型总共有活动件8个、转动副2个、球副4个、移动副2个、固定副 3个、平面副1个和驱动1个。故构件的自由度为mif = 6-工-工幻-工仇/=>1式屮，n活动构件总数；pi运动副达到i时的约束条件的个数；m运动副总数；%运动机达到j时的驱动

22、约束条件的个数；1原动机数；pk其他约束条件数。由此计算出前悬架模型只有一个自由度，即车轮在垂直方向上的上下振动。 所以我们选择测试平台和大地的移动副约束，创建直线驱动。创建好后再修改此 驱动,在 test_patch 的驱动函数中输入公式:function二 100*sin(360d*time), 仿真试验时间为1 s,跳动幅度为100 mine在车轮模型随测试平台在垂直方向上 进行上下跳动模拟屮，通过测量悬架模型在跳动时车轮、悬架以及主销这三个部 件分别和车身部件间彼此作用的结果，可以预测分析悬架整个系统的功能特点及 不足，由此提出相应的改善意见。5.2测量主销内倾角主销内倾角可以使主销在

23、汽车行驶过程屮的横向偏移距离减小，进而可以降低 汽车在转向时驾驶员施加给转向盘的力，从而使转向操作更省力更方便，也降低 了转向轮传向方向盘的冲击力。当然，主销内倾角太大也不好，因为车轮在转向 的同时，车轮在绕主销做偏转运动，车轮与地面间会形成不小的横向偏移量，致 使车轮与地而的摩擦力变大，这不仅加大了转向时的困难程度，而且使轮胎的老 化和磨损程度加快。内倾角的表达式如下：kingpin inclination=atan(dx (. kingpin. mar 2, . kingpin. mar_4) /dy (k ingpin. mar 2, kingpin. mar 4)表达式里，dx (ki

24、ngpin)表示主销在x轴方向的长；dy (kingpin)表示主销在y轴方向的长。利用adams中现有的函数，解岀内倾角的大小kingpin_inclinationo主销内倾角的变化曲线如图6所示。0 function kingpin12.7511.2597s00.51.0图6内倾角的变化曲线当驱动器在上下垂直方向100毫米作正弦振动时，内倾角的变化范围是 10 °12. 55° ,变化量为2.55° ,变化量太大会加剧轮胎的老化和磨损，所 以需进一步改进。5.3测量主销后倾角车轮在转向的吋候，主销后倾角会直接影响车轮的外倾度。如果后倾角设置过人, 外轮的外倾角

25、会朝相反方向变化，这时就要适当增加车轮转向时的横向力，用來 抵消推力，这样又会使转向困难。一般来说，后倾的拖距会随着后倾角的增大而 增大，这样冋正力矩的力臂相应的也会增人，但通常在现实生活中冋正力矩不能 太大，因为在车轮转向时为了降低这个力矩，驾驶员就要耗费更大的力才能使方 向盘回正，所以这不符合设计原则。后倾角一般在不超过2.0 °3.0 °的范 围内变动，而且车轮向上运动的时候后倾角也会随之增加，使方向盘回正的能力 变强，使车子在高速行驶时能够保证直线稳定性。主销后倾角的表达式：caster anglc=atan(dz(. kingpin. mar 2,. kingpi

26、n. mar 4)/dy (. kingpin. mar 2, kingpin. mar 4)式屮，dz (kingpin)主销kingpin沿z轴方向的长。后倾角的变化仿真曲线如图7所示。由上图可知，当车轮在上下垂直方向上100毫米范围内作正弦振动时，后 倾角的变化范围主要在0.75°2. 538 ° ,所以此后倾角满足设计要求。5.4测量前轮外倾角前轮外倾角直接影响汽车直线前进的稳定性。况且在车轮和地而之间也存在一定 的外倾角，地面对车轮会产生一种向外倾的推力，这种推力与倾角z间会形成一 个合力，该合力就是车轮在转向时的横向力。要想更好的增强车辆的转向能力， 侧倾的时候

27、轮胎和地而间存在的倾角就要保持不动。另一方而，车辆在直线行驶 过程屮，地面的凹凸不平引起车轮的外倾角作相应变化，外倾推力又会加大横向 力，这对车辆直线行驶的稳定性产生很大的彫响。从车辆的转向功能和车辆的直 线稳定行驶两方而考虑，应尽可能的降低车轮的外倾角的变动幅度。一般来说， 当车轮向上跳动时，外倾角应控制在-2。0.5 0范围内，并且外倾角会随车 轮的上跳而做相反方向的变化。前轮外倾角的表达式：camber_angle=atan(dy(.knuckle.mar_10,.knuckle.mar_26)/dx(.k nuckle.mar_10, .knuckle.mar_26)式屮,dy (kn

28、uckle)转向节knuckle沿y轴方向的长度；dx (knuckle) 转向节knuckle沿x轴方向的长度。 外倾角的变化仿真曲线如图8所示。q function_camber_angle£3图8外倾角的变化曲线图8表明，当车轮在上下垂直方向100 mm范围内作止弦振动时，外倾角的 变动范围主耍在0. 1566 °0. 205 °对于外倾应控制在-2。0.5 °范围 内来说，此设计满足要求。5.5测量前轮前束角车辆的直线行驶和稳定行驶直接受前束角的很大影响，是汽车悬架很重耍的 参数之一。在车俩行驶过程中，车轮前束角最好保持不动或者改变量菲常小，因

29、为这对车辆直行稳定性有很大的影响，汽车运动时的前束角比静止时的前束角更 为重要。在设计汽车的前轮时，耍确保车轮在上跳的过程中前束值在零至弱负前 束范围内变动。设计的时候通常取靠近零附近的值，此举是为了能够更好地控制 车辆直线行驶时由路面的凹凸不平而导致的前束角变化，确保车辆的直线行使稳 定性。前束角的表达公式：toe_angle=atan(dz(.knuckle.mar_10,.knuckle.mar_26)/dx(.knuckle.lar 10, knuckle. mar_26)式中,dz (knuckle)转向节knuckle沿z轴方向的长度;dx (knuckle)转向节knuckle沿

30、x轴方向的长度。前束角的变化曲线如图9所示。function_toe_angle .1<32图9前束角的变化曲线图9表明，当车轮在上下垂直方向100毫米范围内作正弦振动时，前束角 的变动范围主要在1.302°1.315 ° ,变化量为0.013，,对于车俩在行驶过 程中，车轮前束角最好保持不动或者改变量非常小，所以此前束角满足要求。 5.6测量车轮接地点侧向滑移量我们除了测量主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾角和前轮前束角之外，还 需要测量车轮接地点侧向滑移量。当车轮上下跳动时，会产生在地面上的侧向滑 移，导致轮距发生变化，加剧车轮的磨损。侧向滑移量的大小更能直接说明轮

31、 胎的磨损情况。车轮接地点侧向滑移量的函数表达式：dx(. fr0nt_susp wheel. mar_5,. fr0nt_susp ground. mar_6) 侧向滑移量的仿真曲线如图10所示。y fifmct1si dn_ di zp iacocntx图10车轮接地点侧向滑移量曲线图10表明，当车轮在上下垂直方向100毫米范围内作正弦振动时，车轮接地点 侧向滑移量的变动范围主要在-70毫米至20. 0毫米，变化量为27毫米，由此 看岀，侧向滑移量比较大，严重影响了轮胎的磨损。6汽车前悬架的相关特性分析(1) 车轮上下跳动时，主销内倾角的变化情况。主销内倾角的存在能够使车轮自动回正，当车轮

32、向下跳动时，主销内倾角的 变动不小，不符合内倾角的设计要求，增大了当车轮转向的时候司机施加在转向 盘的力，使转向困难，同时也使转向轮传向转向盘上的力增大，使转向盘转向性 能变差，所以需进一步改进。(2) 车轮在上下跳动时，主销后倾角的变化情况。当车轮跳动发生偏转时，因为主销后倾角本身有稳定力矩可以使车轮回正， 所以主销后倾角不能有很大的变化，反之，如果后倾角岀现稍微大的变化，司机 就要施加更大的力使车轮回正，这样就会使操作起来极为不方便，而且还不易控 制。所以目前采用的主销后倾角一般不超过2。3° ,此模型的主销后倾角在 0. 75°2. 538 °范围内变化，变

33、化量不大，符合设计要求。(3) 车轮在上下跳动时，前轮外倾角的变化情况。不仅主销后倾角和内倾角可以保证汽车的直行稳定性，前轮外倾角也可以起 到定位导航的作用。所以车轮应设有适当的主销外倾角，可以使轮胎的磨损很均 匀，但也不能太高，否则会对轮胎产生偏磨损。前轮外倾角的变动范围在 0. 1566 °0. 205 °之间，变化量很小，因此，此前悬架的外倾角可以保持现 状。(4) 车轮在上下跳动时，前轮前束角的变化情况。由于前轮外倾角存在的关系，导致车轮在向前滚动时就像滚锥一样，两旁的 车轮分别向两侧滚开。但横向拉杆和车桥的存在阻止了车轮向外滚，出现了车轮 在地面上的滚滑现象，这使

34、轮胎的使用寿命减短，加大了磨损，所以需要车轮前 束角来消除这个负影响。前束角会随着车轮的上跳而减小，随着下落而增大，止 好弥补悬架的侧倾不足转向的特点，有助于提高车辆的稳定性，由仿真分析曲线 知，其前轮前束角是满足要求的。(5) 车轮在上下跳动时，车轮接地点侧向滑移量的变化情况。在悬架设计中，轮胎接地点的侧向滑移应在设计允许的范围内尽可能的小， 这样产生的轮胎磨损较小，有利于轮胎使用寿命的提高。由上述分析可知，该 设计满足了主销后倾角和车轮外倾角的要求。然而，对于车轮侧向滑移量并没有 量化。为提高轮胎寿命，需要在设计中尽量保证侧向滑移量最小，因此需要对设 计的坐标点进行位置优化。7对前悬架模型

35、的展望adams优化分析的原理是：在设计研究过程中，对某个设计参数在一定范围 内取若干值，然后自动进行一系列的仿真分析，每次取不同的设计参数，完成设 计分析后自动显示各次分析的结果，并分析设计参数的影响。在具体的模型中， 根据我们设计的确定目标，在各种设计要求和指定的变量变化范围内，通过运行 程序，让计算机自动的根据设计变量，运行分析程序求取目标函数的最大值或最 小值，达到优化的目的。优化分析中的目标函数是一个数值表达式，我们根据要 研究的具体目标，选择在优化分析中是求取最大值述是最小值。从而获得最佳的 目标值，达到最优设计。主销倾角的变化量过大会加速轮胎的磨损，并影响到汽车的直线行驶能力，

36、降低安全性，因此要尽量减小主销倾角变化量。经过建立模型和仿真分析，我们 发现该汽车前悬架的主销倾角变化量和车轮接地点侧向滑移量都较大，不满足设 计要求。轮胎早期磨损严重可以从车轮接地点侧向滑移量较大看出。前悬架的主 销内倾角在车轮上下跳动过程中变化较大，最终会影响到车轮接地点侧向滑移 量。因此，我们可以把车轮接地点侧向滑移量作为悬架优化的目标。从上述的分析可以看出，此前悬架模型述存在一些不足，主销倾角的变化范 围较大，不利于车俩的操纵稳定性和直行稳定性，所以需要进一步的改进。在进 行改进之前首先要确定变量，即目标函数，把车轮接地点侧向滑移量作为目标函 数，通过定义目标函数，对上横臂的总长、上横

37、臂和汽车横向面间的夹角、下横 僭的总长以及下横臂和汽车横向面间的夹角进行分析，把这个目标函数绝对值降 到最低，目标函数的最小值为展望优化的最终结果。展望优化过后，主销倾角的 变量会有所降低，当主销倾角的变量处于合理范围内时，车轮接地点侧向滑移量 也会减小。此时车轮不仅能够保持直行稳定性，并且在直行过程中，汽车轮胎的 磨损量很小，这样就可以达到优化的目的。结论车轮早期磨损严重的原因有许多。比如车辆前轮定位失调、轮胎超载、气压 不当等等。木文只从第一个方面进行分析，即验证前轮的定位是否失调。基于虚拟样机技术建立的前悬架模型可以较好地反映复杂系统的真实特性， 这让仿真结果更加精确，同时还可以节约汽车

38、厂家的时间和成木。木文利用机械 系统动力学仿真分析软件adams建立了该车双横臂独立前悬架虚拟样机模型，并 进行了运动学仿真分析，在不考虑其他因素的情况下，可以认为其主销倾角变化 量过大是影响轮胎磨损的主要因素，因此可以通过改变设计点位置，适当选择、 优化上下横臂的长度，并通过合理的布置是轮距及前轮定位参数变化均在可接受 的限定范围内，改善轮胎的磨损情况。在adams/vicw屮可以不断地修改参数， 让悬架性能更加优化。致谢转眼间，大学四年就过去了，毕业设计是最后一学期最重要的事情了。经过四年 的努力学习，我对本专业有了较深的了解，自我感觉具备了一定的专业功底，在 大学期间，从老师那里学到了很

39、多东西，比如怎么做学问，怎么自学，怎么做人。 毕业设计我是以很认真的态度来对待，查资料，看文献，学软件都一一经历。从开始进入课题到论文的顺利完成，有许多可敬的师长、同学给了我无言的 帮助，有黄老师、陈老师、车辆同学等。还有工学院的儿位热心的研究生学长， 帮我安装软件，教我怎样去仿真，解决了我遇到的许多不懂的问题，在这里请接 受我诚挚的谢意!最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！参考文献1 陈家瑞汽车构造:上，下册m 北京:机械工业岀版社,2001.2 王国权，龚国庆汽车设计课程设计指导书m 北京:机械工业岀版社,2009.3 yasuhiko tsukuda, yasumasa

40、tsubota, hiroshi tonomura and hiroshi noguchi. development of a new multi-link rear suspension j. warrendale pa: sae paper 881774.4 peter m. riede, jr. ronald l leffert and william a. cobb. typical vehicle parameters for dynamics studies revised for the 1980，s j. warrendalepa: sae paper 840561.5 gillcspic t. d. fundamentals of vehicle dynamics m. sae publish, 1992.6