陈文越_motionview及hyperstudy在悬架kc特性设计中的应用_W

1、 Altair 2012 HyperWorks 技术大会论MotionView及HyperStudy在悬架K&C特性设计中 的应用 陈文越 1 郭伟 2 沈福亮 21 上海交通大学机械与动力工程学院 上海市2000302 上海汽车商用车技术中心上海市200438摘要：为了降低车辆开发成本，缩短开发周期，需要在前期开发中确定悬架的 K&C 特性。本文介绍了 Altair 公司的 MotionView 和 HyperStudy 软件在悬架 K&C 特性设计中的应用， 主要从如何进行悬架 K&C 特性的分析及优化这两方面来进行介绍。 关键词：MotionView HyperStudy 汽车悬架 K&

2、C 特性 仿真 灵敏度 1 概述 车辆悬架运动学与弹性运动学（Kinematics & Compliance）特性是一项与悬架系统、转向系统、制动系统、轮胎力学特性等因素密切相关的系统总成外特性。它对车辆的转向特性、直线行驶性能、轮胎磨损及NVH特性等多种整车性能尤其是高速行驶特性有直接影响。因此，在车辆设计的前期如何准确和快速的计算及调整K&C特性成为了一个至关重要的问题 在传统的设计过程中，工程师首先利用二维作图等方法来校核悬架系统部分的K&C特性，然后通过物理样机来验证及调整悬架硬点及衬套刚度特性等来调整悬架的K&C特性，造成开发周期过长，成本上升。而随着多体动力学仿真技术的发展， 利用

3、各种多体动力学分析软件在车辆开发前期较为精确的分析悬架的K&C 特性及利用DOE分析方法优化成为了一种较为成熟的做法。本文介绍的就是如何利用MotionView及HyperStudy软件进行悬架K&C特性分析及优化工作。 6 2 多体动力学模型的建立 利用 MotionView 软件中的自带模板，可以很方便的建立多种悬架模型，本文利用自带模板首先建立了最常用的麦弗逊前悬架带横向稳定杆及转向系统模型，然后建立模型后在软件中的 data summary 界面中，修改底盘硬点位置、弹簧和悬架衬套数据等，即可建立所需的详细模型，如图 1 所示。 图 1 前悬架多体动力学模型 3 悬架 K&C 特性结算

4、结果及分析 3.1 分析工况介绍 在 MotionView 中可以直接选择 kinematics and compliance analysis，也可分项选择 static ride、static roll、single wheel、steering 这些分析工况，本文直接在分析工况中选择 kinematics and compliance analysis 即可直接得出标准的K&C 分析所需参数值。 在选定分析工况后，自动加载悬架测试台如图 2 所示，即可进行相应的分析计算。 图 2 悬架多体动力学模型及悬架测试台 3.2 计算结果及结果输出 在完成相应的分析工作后，可以直接在软件中读出各个

5、 K&C 特性的分析结果，如图 3 所示；对于大多数情况下，工程师可以在软件中的 reporter 中直接得出 K&C 特性分析的文本结果，如图 4 所示。这样通过这些参数，即可由工程师判断出基本的悬架 K&C 特性是否在合理的范围内。 图 3 K&C 分析结果 4 K&C 特性灵敏度分析 图 4 仿真分析结果 在步骤 3 中，计算出悬架的 K&C 特性后，需要对其中不符合设计要求的特性进行更改，而对于某项特定的悬架 K&C 特性，影响其值的因素有很多种，每个因素影响的程度也不同，这样造成了更改的无效性，有时对于经验不够的工程人员会造成多次重复劳动。针对这种情况，可以使用 HyperStudy

6、 软件计算出各个因素对某项 K&C 特性的灵敏度，针对灵敏度高的影响因素进行更改分析，这样做到有的放矢，从而可以提高车辆开发的效率和准确性。 在 HyperStudy 中导入现有的模型,以需要优化的特定 K&C 特性（如图 5 所示）作为目标函数，以影响该特性的硬点坐标或者零部件特性作为变量，然后通过 DOE 分析，可以得到如图 6 所示的图表，从而得知每个变量对 K&C 特性的影响。 图 5 定义变量 图 6 DOE 分析结果图 5 结论 本文以某麦弗逊前悬架作为简单例子，介绍了在悬架 K&C 特性开发中如何联合使用 MotionView 及 HyperStudy 这两种软件，对 K&C 特

7、性进行分析和优化的基本方法。利用此种方法，可以很便捷的分析出悬架的 K&C 特性，并且能够根据灵敏度分析得到的敏感度对相关特性进行改进设计。 6 参考文献 1 MotionView Users Manual2 喻凡、林逸. 汽车系统动力学,机械工业,2008 MotionView & HyperStudy Application in Suspension Characteristics DesignChen WenyueGuo WeiShen FuliangAbstract：In order to reduce the cost and developing time, we should fix the K&C characteristics of suspension at vehicle prior developing period. This paper introduces theapplication of MotionView and HyperStudy of Altair Company on K&C characteristic