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2 0 0 7 年 第 3 期 雙 橫 臂 獨(dú) 立 懸 架 A D A M S 建 模 及 運(yùn) 動(dòng) 特 性 分 析 于 海 波 1 , 2 李 幼 德 1 門 玉 琢 1 鄧 陽 慶 1 , 2 ( 1 . 吉 林 大 學(xué) ; 2 . 中 國 第 一 汽 車 集 團(tuán) 公 司 技 術(shù) 中 心 ) 【 摘 要 】 利 用 A D A M S 建 立 了 某 輕 型 車 完 整 的 雙 橫 臂 獨(dú) 立 懸 架 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真 模 型 , 為 反 映 車 輛 的 真 實(shí) 行 駛 工 況 , 對(duì) 左 、 右 車 輪 測(cè) 試 平 臺(tái) 分 別 創(chuàng) 建 了 隨 機(jī) 激 勵(lì) 。 通 過 仿 真 分 析 , 揭 示 了 運(yùn) 動(dòng) 特 性 參 數(shù) 在 懸 架 運(yùn) 動(dòng) 過 程 中 的 變 化 規(guī) 律 , 并 對(duì) 原 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 存 在 的 問 題 進(jìn) 行 了 優(yōu) 化 計(jì) 算 。 結(jié) 果 表 明 , 前 輪 定 位 參 數(shù) 在 優(yōu) 化 前 、 后 的 變 化 量 較 小 , 均 在 設(shè) 計(jì) 要 求 的 范 圍 內(nèi) ; 輪 距 和 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 的 變 化 較 大 , 優(yōu) 化 后 二 者 都 在 理 想 的 范 圍 內(nèi) 變 動(dòng) , 達(dá) 到 了 預(yù) 期 優(yōu) 化 目 標(biāo) 。 主 題 詞 : 獨(dú) 立 懸 架 運(yùn) 動(dòng) 特 性 仿 真 優(yōu) 化 中 圖 分 類 號(hào) : U 4 6 3 . 3 3 + 1 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 : A 文 章 編 號(hào) : 1 0 0 0 - 3 7 0 3 ( 2 0 0 7 ) 0 3 - 0 0 0 5 - 0 3 M o d e l i n g a n d K i n e m a t i c C h a r a c t e r i s t i c s A n a l y s i s o f D o u b l e - W i s h b o n e I n d e p e n d e n t S u s p e n s i o n o n A D A M S Y u H a i b o 1 , 2 , L i Y o u d e 1 , M e n Y u z h u o 1 , D e n g Y a n g q i n g 1 , 2 ( 1 . J i l i n U n i v e r s i t y ; 2 . F A W G r o u p C o r p o r a t i o n R θ 為 車 輪 前 束 角 ; γ 為 主 銷 后 傾 角 ; β 為 主 銷 內(nèi) 傾 角 ; E x 、 E y 、 E z , G x 、 G y 、 G z , A x 、 A y 、 A z , B x 、 B y 、 B z 分 別 表 示 E 、 G 、 A 、 B 點(diǎn) 在 x 、 y 、 z 坐 標(biāo) 軸 上 的 值 。 Δ H = K y - K y ′ - L ( 5 ) 式 中 , K y ′ 為 右 側(cè) 車 輪 上 與 K y 對(duì) 稱 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) ; L 為 輪 距 的 初 始 值 。 δ = K y - K 0 y ( 6 ) 2 . 2 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真 模 型 建 立 由 于 本 文 是 對(duì) 雙 橫 臂 獨(dú) 立 懸 架 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 問 題 進(jìn) 行 仿 真 計(jì) 算 , 不 考 慮 其 動(dòng) 力 學(xué) 特 性 , 因 此 應(yīng) 用 A D A M S 建 模 時(shí) 做 如 下 簡(jiǎn) 化 與 假 設(shè) : a . 懸 架 中 各 零 部 件 以 及 輪 胎 均 為 剛 體 ; b . 減 振 器 阻 尼 特 性 為 線 性 ; c . 零 部 件 之 間 的 所 有 連 接 都 簡(jiǎn) 化 為 鉸 鏈 , 內(nèi) 部 間 隙 不 計(jì) , 各 運(yùn) 動(dòng) 副 內(nèi) 的 摩 擦 力 忽 略 不 計(jì) ; d . 選 擇 測(cè) 試 平 臺(tái) 作 為 地 面 移 動(dòng) 副 , 添 加 直 線 驅(qū) 動(dòng) 來 表 示 車 輪 受 地 面 的 激 勵(lì) 作 用 。 基 于 上 述 簡(jiǎn) 化 與 假 設(shè) , 根 據(jù) 表 1 提 供 的 懸 架 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 空 間 主 要 位 置 點(diǎn) 坐 標(biāo) , 建 立 了 A D A M S 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真 模 型 , 如 圖 2 。 表 1 懸 架 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 空 間 主 要 位 置 點(diǎn) 坐 標(biāo) 值 m m 圖 2 雙 橫 臂 獨(dú) 立 懸 架 A D A M S 中 的 仿 真 模 型 模 型 中 包 括 1 8 個(gè) 部 件 ( 不 包 括 地 面 ) 、 6 個(gè) 固 定 副 、 3 個(gè) 移 動(dòng) 副 、 8 個(gè) 球 副 、 4 個(gè) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 副 , 2 個(gè) 點(diǎn) 面 約 束 、 2 個(gè) 直 線 驅(qū) 動(dòng) , 自 由 度 數(shù) 為 2 。 3 懸 架 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真 及 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 3 . 1 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真 分 析 考 慮 前 輪 的 上 、 下 最 大 跳 動(dòng) 量 , 仿 真 時(shí) 在 地 面 和 測(cè) 試 平 臺(tái) 之 間 移 動(dòng) 副 上 創(chuàng) 建 驅(qū) 動(dòng) 。 為 能 真 實(shí) 反 映 車 輛 的 實(shí) 際 行 駛 條 件 , 對(duì) 左 、 右 車 輪 分 別 施 加 隨 機(jī) 位 移 激 勵(lì) 模 擬 汽 車 通 過 不 平 路 面 時(shí) 的 工 況 。 隨 機(jī) 激 勵(lì) 產(chǎn) 生 的 具 體 步 驟 是 : 把 實(shí) 際 測(cè) 得 的 左 、 右 車 輪 空 間 路 面 不 平 度 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 化 成 一 定 車 速 下 的 時(shí) 間 - 路 面 不 平 度 關(guān) 系 , 利 用 A D A M S 中 的 樣 條 函 數(shù) C U B S P L 擬 合 生 成 時(shí) 間 - 隨 機(jī) 位 移 激 勵(lì) 。 圖 3 和 圖 4 是 驅(qū) 動(dòng) 左 、 右 車 輪 的 時(shí) 間 - 位 移 曲 線 。 圖 3 左 側(cè) 車 輪 的 驅(qū) 動(dòng) 位 移 曲 線 圖 4 右 側(cè) 車 輪 的 驅(qū) 動(dòng) 位 移 曲 線 通 過 仿 真 分 析 , 得 到 了 前 輪 定 位 4 個(gè) 參 數(shù) 、 輪 距 及 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 隨 車 輪 上 下 跳 動(dòng) 的 變 化 特 性 曲 線 , 如 圖 5 ～ 圖 1 0 所 示 。 從 仿 真 結(jié) 果 看 , 前 輪 定 位 參 數(shù) 隨 車 輪 上 下 跳 動(dòng) 變 化 較 小 , 均 在 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo) 范 圍 內(nèi) , 保 證 了 汽 車 具 有 不 足 轉(zhuǎn) 向 特 性 和 自 動(dòng) 回 正 能 力 , 行 駛 過 程 中 有 很 好 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 及 行 駛 安 全 性 。 y z x 主 要 坐 標(biāo) 點(diǎn) x y z 上 橫 臂 外 接 點(diǎn) A 1 2 2 8 . 5 ± 2 9 8 . 2 6 5 3 . 3 上 橫 臂 內(nèi) 接 點(diǎn) C 1 2 1 1 . 2 ± 6 6 0 . 1 6 2 0 . 7 下 橫 臂 外 接 點(diǎn) B 1 1 8 6 . 7 ± 3 1 2 . 5 4 5 2 . 8 下 橫 臂 內(nèi) 接 點(diǎn) D 1 2 4 8 . 2 ± 5 3 2 . 4 4 8 8 . 5 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 內(nèi) 接 點(diǎn) E 1 1 5 9 . 6 ± 3 0 8 . 2 5 8 6 . 3 轉(zhuǎn) 向 梯 形 斷 開 點(diǎn) F 1 2 5 5 . 1 ± 2 0 6 . 6 6 1 2 . 2 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 外 接 點(diǎn) G 1 0 0 8 . 3 ± 8 1 0 . 0 7 7 8 . 0 轉(zhuǎn) 向 拉 臂 鉸 點(diǎn) H 1 3 2 5 . 4 ± 2 6 6 . 3 5 4 2 . 3 減 振 器 上 支 點(diǎn) M 1 2 8 8 . 6 ± 5 5 8 . 4 6 6 0 . 5 減 振 器 下 支 點(diǎn) N 1 0 5 6 . 8 ± 4 4 1 . 5 4 2 1 . 8 1 0 0 5 0 0 - 5 0 - 1 0 0 0 1 2 3 4 5 時(shí) 間 / s 位 移 / m m 1 0 0 5 0 0 - 5 0 - 1 0 0 0 1 2 3 4 5 時(shí) 間 / s 位 移 / m m · 設(shè) 計(jì) · 計(jì) 算 · 研 究 · 6— — 2 0 0 7 年 第 3 期 圖 8 優(yōu) 化 前 、 后 主 銷 內(nèi) 傾 角 圖 9 優(yōu) 化 前 、 后 輪 距 隨 車 輪 圖 1 0 優(yōu) 化 前 、 后 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 隨 車 輪 跳 動(dòng) 對(duì) 比 曲 線 跳 動(dòng) 對(duì) 比 曲 線 隨 車 輪 跳 動(dòng) 對(duì) 比 曲 線 圖 5 優(yōu) 化 前 、 后 車 輪 外 傾 角 圖 6 優(yōu) 化 前 、 后 前 束 角 隨 車 輪 圖 7 優(yōu) 化 前 、 后 主 銷 后 傾 角 隨 車 輪 跳 動(dòng) 對(duì) 比 曲 線 跳 動(dòng) 對(duì) 比 曲 線 隨 車 輪 跳 動(dòng) 對(duì) 比 曲 線 輪 距 的 變 化 從 1 8 4 9 . 9 7 m m 增 加 到 1 8 9 6 . 9 8 m m ( 圖 9 ) ; 側(cè) 向 滑 移 量 從 - 6 . 9 9 m m 增 加 到 1 6 . 4 8 m m ( 圖 1 0 ) 。 二 者 變 化 量 較 大 , 不 但 影 響 了 汽 車 轉(zhuǎn) 向 輕 便 性 、 直 線 行 駛 穩(wěn) 定 性 , 還 會(huì) 導(dǎo) 致 輪 胎 的 早 期 磨 損 , 降 低 輪 胎 的 使 用 壽 命 。 對(duì) 于 獨(dú) 立 懸 架 , 要 求 輪 距 的 變 化 盡 量 小 。 因 為 輪 距 變 化 使 輪 胎 產(chǎn) 生 側(cè) 偏 角 , 從 而 產(chǎn) 生 側(cè) 向 力 輸 入 , 使 操 縱 穩(wěn) 定 性 發(fā) 生 變 化 。 尤 其 汽 車 側(cè) 傾 時(shí) , 兩 側(cè) 車 輪 的 橫 向 滑 移 方 向 可 能 相 同 , 輪 距 變 化 帶 來 的 側(cè) 向 力 不 能 抵 消 , 從 而 使 操 縱 穩(wěn) 定 性 變 差 。 按 照 懸 架 的 設(shè) 計(jì) 要 求 , 當(dāng) 車 輪 上 下 跳 動(dòng) 時(shí) , 輪 距 變 化 量 應(yīng) 為 - 1 0 ～ 1 0 m m , 該 輪 距 的 仿 真 結(jié) 果 顯 然 超 過 了 這 個(gè) 范 圍 , 所 以 有 必 要 進(jìn) 行 改 進(jìn) 設(shè) 計(jì) 。 3 . 2 運(yùn) 動(dòng) 特 性 參 數(shù) 優(yōu) 化 A D A M S 軟 件 為 用 戶 提 供 了 強(qiáng) 大 的 參 數(shù) 優(yōu) 化 分 析 功 能 。 用 戶 可 通 過 參 數(shù) 化 建 模 , 對(duì) 模 型 的 設(shè) 計(jì) 變 量 取 不 同 的 參 數(shù) 值 進(jìn) 行 仿 真 。 為 減 輕 輪 胎 磨 損 , 同 時(shí) 提 高 汽 車 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 , 本 文 定 義 輪 距 變 化 量 與 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 的 絕 對(duì) 值 之 和 作 為 目 標(biāo) 函 數(shù) , 即 : F o b j = Δ H + δ ( 7 ) Δ H = D Y ( L W h e e l . M A R _ K , R W h e e l . M A R _ K ′ ) - B δ = D Y ( W h e e l . M A R _ K , G r o u n d . M A R _ K 0 ) 式 中 , L W h e e l . M A R _ K 、 R W h e e l . M A R _ K ′ 分 別 表 示 左 、 右 車 輪 上 的 K 點(diǎn) 和 K ′ 點(diǎn) 在 y 坐 標(biāo) 軸 上 的 坐 標(biāo) 值 ; W h e e l . M A R _ K 、 G r o u n d . M A R _ K 0 分 別 表 示 左 側(cè) 車 輪 上 的 K 點(diǎn) 和 地 面 上 的 K 0 點(diǎn) 在 y 坐 標(biāo) 軸 上 的 坐 標(biāo) 值 ; D Y 為 A D A M S 中 的 位 移 函 數(shù) 。 運(yùn) 動(dòng) 特 性 參 數(shù) 與 懸 架 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 的 空 間 位 置 及 結(jié) 構(gòu) 有 關(guān) , 經(jīng) 過 分 析 , 選 取 左 、 右 車 輪 上 橫 臂 與 下 橫 臂 及 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 內(nèi) 外 接 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 作 為 設(shè) 計(jì) 變 量 。 為 滿 足 懸 架 的 設(shè) 計(jì) 要 求 , 設(shè) 計(jì) 變 量 的 坐 標(biāo) 值 被 約 束 在 如 下 的 取 值 范 圍 內(nèi) : X i m i n X i X i m a x Y i m i n Y i Y i m a x Z i m i n Z i Z i m a x 式 中 , i 為 左 、 右 車 輪 的 上 橫 臂 與 下 橫 臂 及 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 內(nèi) 外 各 接 點(diǎn) 。 當(dāng) 設(shè) 計(jì) 變 量 在 允 許 范 圍 內(nèi) 變 化 時(shí) , A D A M S 軟 件 能 自 動(dòng) 地 選 擇 設(shè) 計(jì) 變 量 , 使 目 標(biāo) 函 數(shù) 式 ( 7 ) 獲 得 最 小 值 。 懸 架 的 運(yùn) 動(dòng) 特 性 參 數(shù) 優(yōu) 化 前 、 后 對(duì) 比 曲 線 參 見 圖 5 ～ 圖 1 0 , 前 輪 定 位 參 數(shù) 變 化 值 與 設(shè) 計(jì) 值 對(duì) 比 結(jié) 果 見 表 2 。 從 優(yōu) 化 結(jié) 果 看 , 前 輪 定 位 4 個(gè) 參 數(shù) 在 優(yōu) 化 前 、 后 變 化 較 小 , 基 本 保 持 不 變 ; 輪 距 、 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 變 動(dòng) 較 大 : 輪 距 的 變 化 在 1 8 5 8 . 4 6 ～ 1 8 6 6 . 7 4 m m 之 間 , 變 化 量 為 8 . 2 8 m m , 滿 足 輪 距 變 化 量 - 1 0 ～ 1 0 m m 的 設(shè) 計(jì) 要 求 , 車 輪 上 跳 時(shí) 輪 距 適 當(dāng) 增 加 , 有 利 于 提 高 汽 車 操 縱 穩(wěn) 定 性 ; 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 從 1 6 . 4 8 m m 減 小 到 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 0 . 2 5 0 . 1 5 0 . 0 5 - 0 . 0 5 - 0 . 1 5 - 0 . 2 5 - 0 . 3 5 - 0 . 4 5 - 0 . 5 5 - 0 . 6 5 - 0 . 7 5 - 1 0 0 - 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動(dòng) 量 / m m 前 束 角 / ( ° ) 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 - 1 0 0 - 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動(dòng) 量 / m m 1 . 5 1 . 0 0 . 5 0 - 0 . 5 車 輪 外 傾 角 / ( ° ) 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 4 . 0 3 . 5 3 . 0 2 . 5 2 . 0 - 1 0 0 - 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動(dòng) 量 / m m 主 銷 后 傾 角 / ( ° ) 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 1 1 . 5 1 1 . 0 1 0 . 5 1 0 . 0 9 . 5 0 - 1 0 0 - 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動(dòng) 量 / m m 主 銷 內(nèi) 傾 角 / ( ° ) 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 1 9 0 0 1 8 9 0 1 8 8 0 1 8 7 0 1 8 6 0 1 8 5 0 - 1 0 0 - 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動(dòng) 量 / m m 輪 距 / m m 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 2 0 1 5 1 0 5 0 - 5 - 1 0 - 1 0 0 - 5 0 0 5 0 1 0 0 車 輪 跳 動(dòng) 量 / m m 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 / m m · 設(shè) 計(jì) · 計(jì) 算 · 研 究 · 7— — 汽 車 技 術(shù) 1 回 正 控 制 方 法 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 主 要 由 信 號(hào) 傳 感 裝 置 、 轉(zhuǎn) 向 助 力 機(jī) 構(gòu) 及 電 子 控 制 裝 置 等 組 成 。 電 子 控 制 裝 置 接 收 扭 矩 傳 感 器 的 扭 矩 信 號(hào) 和 車 速 傳 感 器 的 車 速 信 號(hào) , 由 此 計(jì) 算 出 輸 出 電 壓 , 控 制 電 動(dòng) 機(jī) 的 運(yùn) 行 。 回 正 2 . 2 3 m m , 滑 移 量 的 減 小 可 以 大 大 降 低 輪 胎 的 磨 損 , 保 證 汽 車 具 有 直 線 行 駛 的 穩(wěn) 定 性 。 4 結(jié) 束 語 從 提 高 計(jì) 算 精 度 出 發(fā) , 考 慮 到 隨 機(jī) 激 勵(lì) 對(duì) 左 、 右 懸 架 運(yùn) 動(dòng) 特 性 參 數(shù) 變 化 的 相 互 影 響 , 用 A D A M S 軟 件 建 立 了 完 整 的 雙 橫 臂 前 獨(dú) 立 懸 架 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真 模 型 。 針 對(duì) 輪 距 及 前 輪 側(cè) 向 滑 移 量 隨 車 輪 上 下 跳 動(dòng) 變 化 量 偏 大 的 問 題 進(jìn) 行 了 優(yōu) 化 計(jì) 算 , 優(yōu) 化 后 懸 架 的 運(yùn) 動(dòng) 特 性 參 數(shù) 均 達(dá) 到 理 想 的 變 化 范 圍 。 參 考 文 獻(xiàn) 1 王 其 東 等 . 汽 車 雙 橫 臂 式 獨(dú) 立 懸 架 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 特 性 分 析 . 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) , 2 0 0 1 , 2 4 ( 6 ) . 2 孫 義 杰 等 . A D A M S / V I E W 在 汽 車 前 懸 架 仿 真 應(yīng) 用 及 優(yōu) 化 分 析 . 西 華 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) , 2 0 0 5 , 2 4 ( 6 ) . 3 李 軍 . A D A M S 實(shí) 例 教 程 . 北 京 : 北 京 理 工 大 學(xué) 出 版 社 , 2 0 0 2 . 4 陳 黎 卿 等 . 基 于 A D A M S 的 雙 橫 臂 扭 桿 獨(dú) 立 懸 架 操 縱 穩(wěn) 定 性 分 析 . 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) , 2 0 0 5 , 2 8 ( 4 ) . 5 鄭 建 榮 . A D A M S - 虛 擬 樣 機(jī) 技 術(shù) 入 門 與 提 高 . 北 京 : 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 2 0 0 1 . ( 責(zé) 任 編 輯 辛 民 ) 修 改 稿 收 到 日 期 為 2 0 0 7 年 1 月 2 2 日 。 前 輪 定 位 參 數(shù) 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 設(shè) 計(jì) 初 始 值 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo) 變 化 量 變 化 范 圍 變 化 量 變 化 范 圍 變 化 量 車 輪 外 傾 角 - 0 . 3 7 ～ 1 . 0 9 1 . 4 6 - 0 . 1 3 ～ 1 . 1 8 1 . 3 1 0 ～ 1 . 5 1 . 5 前 束 角 - 0 . 7 1 ～ 0 . 2 1 0 . 9 2 - 0 . 5 2 ～ 0 . 2 0 0 . 7 2 - 1 ～ 0 . 5 1 . 0 主 銷 后 傾 角 2 . 2 4 ～ 3 . 7 5 1 . 5 1 2 . 1 5 ～ 3 . 4 2 1 . 2 7 2 . 5 ～ 3 . 8 1 . 8 主 銷 內(nèi) 傾 角 9 . 9 1 ～ 1 1 . 4 3 1 . 5 2 1 0 . 3 8 ～ 1 1 . 2 8 0 . 9 0 9 . 5 ～ 1 2 . 1 2 . 0 表 2 優(yōu) 化 前 、 后 前 輪 定 位 參 數(shù) 變 化 值 與 設(shè) 計(jì) 值 對(duì) 比 ( ° ) 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 回 正 控 制 策 略 研 究 程 勇 1 王 鋒 2 羅 石 2 蘇 清 祖 2 ( 1 . 中 國 汽 車 技 術(shù) 研 究 中 心 ; 2 . 江 蘇 大 學(xué) ) 【 摘 要 】 在 分 析 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 回 正 模 型 的 基 礎(chǔ) 上 , 提 出 了 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 回 正 控 制 算 法 。 嘗 試 直 接 采 用 扭 矩 信 號(hào) 作 為 轉(zhuǎn) 向 盤 轉(zhuǎn) 角 估 計(jì) 的 依 據(jù) , 并 以 此 為 基 礎(chǔ) 提 出 不 需 配 置 轉(zhuǎn) 角 傳 感 器 的 回 正 控 制 策 略 。 在 m a t l a b 中 建 立 了 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 模 型 , 并 利 用 S i m u l i n k 工 具 箱 對(duì) 算 法 進(jìn) 行 了 仿 真 。 仿 真 結(jié) 果 表 明 , 所 提 出 的 回 正 控 制 策 略 能 提 高 轉(zhuǎn) 向 盤 的 回 正 性 能 , 并 為 臺(tái) 架 試 驗(yàn) 打 下 了 基 礎(chǔ) 。 主 題 詞 : 電 動(dòng) 助 力 轉(zhuǎn) 向 回 正 性 控 制 算 法 中 圖 分 類 號(hào) : U 4 6 3 . 4 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 : A 文 章 編 號(hào) : 1 0 0 0 - 3 7 0 3 ( 2 0 0 7 ) 0 3 - 0 0 0 8 - 0 3 S t u d y o n R e t u r n C o n t r o l S t r a t e g y f o r E l e c t r i c P o w e r S t e e r i n g S y s t e m C h e n g Y o n g 1 , W a n g F e n g 2 , L u o S h i 2 , S u Q i n g z u 2 ( 1 . C h i n a A u t o m o t i v e T e c h n o l o g y 2 . J i a n g s u U n i v e r s i t y ) 【 A b s t r a c t 】 I n t h i s p a p e r , r e t u r n m o d e l o f e l e c t r i c a l p o w e r s t e e r i n g s y s t e m i s a n a l y z e d , a n d a c o n t r o l a l g o r i t h m i s d e v e l o p e d f o r e l e c t r i c p o w e r s t e e r i n g s y s t e m . B a s e d o n t h e a t t e m p t o f u s e t o r q u e s i g n a l a s t h e g i s t o f s t e e r i n g w h e e l a n g l e e s t i m a t i o n , a r e t u r n c o n t r o l s t r a t e g y t h a t d o n ’ t n e e d s t e e r i n g a n g l e s e n s o r i s d e v e l o p e d . T h e a u t h o r h a s b u i l d t h e E P S m o d e l w i t h t h e u s e o f M a t l a b , a n d a p p l y S i m u l i n k t o o l b o x t o s i m u l a t e a l g o r i t h m . T h e r e s u l t s s h o w t h a t r e t u r n c o n t r o l s t r a t e g y c a n i m p r o v e r e t u r n a b i l i t y o f s r e e r i n g w h e e l , a n d m a k e a g o o d f o u n d a t i o n f o r t h e b e n c h t e s t . K e y w o r d s : E l e c t r i c a l p o w e r s t e e r i n g , R e t u r n a b i l i t y , C o n t r o l a l g o r i t h m · 設(shè) 計(jì) · 計(jì) 算 · 研 究 · 8— — 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 第10期 ：!!二 墜!!坐!!里旦竺!鯉壁絲!!!壘!!!竺 !塑!±!!望 文章編號(hào)：100l一3997(2007)10—0056塒 基于ADAMS的雙橫臂獨(dú)立懸架優(yōu)化仿真分析 于海峰于學(xué)兵(大連理工大學(xué)動(dòng)力與能源工程學(xué)院．大連“6023) SimuIatiOn analysis and optimizatiOn of doubIe wishbOne suspension based on ADAMS／CAR YU Hai—fe“g，YU Xue-bi工lg (Dalian universify ofTechn0109y，sch00l“Energy and P0wer En百neefing，“aoni“g，DaliaIl 116023) { 【摘要】利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMs，建立了帶有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙橫臂獨(dú)立前懸架虛擬樣 I機(jī)模型。并在ADAMs／car模塊中對(duì)其進(jìn)行仿真分析。通過修改懸架的各種參數(shù)來對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而 t研究懸架參數(shù)對(duì)操縱穩(wěn)定性的影響，并使得前輪定位參數(shù)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)值。 i 關(guān)鍵詞：雙橫臂獨(dú)立懸架；參數(shù)；ADAMs炯r；前輪定位 f 【Abst陽ct】毋甲P枷增f船船c^帆如d s弘地m simuz血曲n s妒伽腭ADAMs，口如Ⅱ6如加厶柚。聊加m t {5“印咖s如n m。出f叫觸s把e一蹭sp鯽n甜珊6uin-A以￡k s咖“f越幻n嘶厶腳pe咖丌聊正Accor出增幻￡k j旭軋d‘塒e c哦，Md辦￡k p甜鐘律￡e膳D，swpe礎(chǔ)i。n加^刪e o肥珊on曲如“ignmem p刪￡e珊吧伽m塒ke^ } Key words：D叩ble wishbone fmnt suspe砸ion；Param“ers；AI)AM趴ar；Front wlled aljg砌ent 中圖分類號(hào)：u463．33文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 目前，虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的麻用，ADAMs便 ’來稿日期：2006一12—19 是應(yīng)用比較廣泛的軟件之一。但是目前，利用ADAMs建立前懸 架模型進(jìn)行仿真優(yōu)化．多數(shù)還是在理論分析下對(duì)幾個(gè)懸架參數(shù)口4_d{‘'414q4'‘洲…q4日41日q‘q‘’‘’4_41dldo口‘'‘_4’4q414q4'‘q‘‘4?？凇?行了熱力耦合分析；分析了初始溫度、拉坯速度丑結(jié)晶器冷卻能 力對(duì)鋁錠溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響。 (2)模擬現(xiàn)場(chǎng)1二藝條件，建立了鋁臺(tái)金大扁錠半連續(xù)鑄造仿 真計(jì)算的有限元模型，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)丁藝．確定了相應(yīng)的邊界條件。 (3)仿真結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果基本吻合．說明了仿真分 析的準(zhǔn)確性，同時(shí)，仿真分析為確定正確的工藝參數(shù)，尋找改善 應(yīng)力場(chǎng)分布的途徑，探索抑制裂紋出現(xiàn)的措施提供了依據(jù)，能夠 很好的用于半連續(xù)鑄造過程的仿真研究。 參考文獻(xiàn) l單長(zhǎng)智，王立娟，王德滿實(shí)心罔錠的應(yīng)力分析及防止裂紋的措施IJ】． 輕舍金加工技術(shù)．1997(25)：l一4 2李曉謙．胡仕戚，快建鑄軋中的接觸熱導(dǎo)及帶坯在鑄軋區(qū)的溫度分布 的仿真分析【J1重型機(jī)械，I螞9(3l：34—37 3段湘安鑄軋輥套傳熱的集膚效應(yīng)與參數(shù)影響的數(shù)值仿真研究：f碩士 論史I．長(zhǎng)沙：中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2002 4邢書明難變形鋼鐵材料半固態(tài)連鑄技術(shù)研究【D]北京：北京科技大學(xué) 出版社．1996 5邢書明，李亞敏l胡漢起半固態(tài)璉鑄過程拉漏澌)機(jī)理研究m特種鑄 盞及有色臺(tái)金，2000(1)：l“19 6楊世銘．陶文銓，傳熱學(xué)[M]北京：高等教育出版社，2003 7千勇。仇圣桃蕭澤強(qiáng)連續(xù)鑄鋼過程數(shù)學(xué)物理模擬【M1．北京：冶金工業(yè) 出版社．200lJ 8李毅渡連續(xù)鑄軋多場(chǎng)耦臺(tái)建模及工藝參數(shù)匹配規(guī)律的仿真研究：f碩 士論文1長(zhǎng)沙：中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院．2005 圖3工況2溫度場(chǎng)分布圖 9陳火紅，于軍泉，席源山基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例【M¨E京：科學(xué)出敷社2004 5／J、結(jié) 10 M∞soflwa限Msc Ma比2005ⅣoIuH“A)：Th∞呵蚰d uB盯I山mMtion (1)運(yùn)用Msc．MRc有限元軟件，對(duì)鋁錠半連續(xù)鑄造過程進(jìn) 【M】Mscs曲慨2005 萬方數(shù)據(jù) 第10期 于海峰等：基于ADAMs的雙橫臂獨(dú)立懸架優(yōu)化仿真分析 一57一 進(jìn)行修改。本文利用ADAMs，car建立雙橫臂前懸架模型，仿真 分析后利用ADAMs門n新巾t模塊進(jìn)行計(jì)算分析。通過優(yōu)化對(duì)比， 對(duì)懸架硬點(diǎn)坐標(biāo)在一定限制范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化，來調(diào)整前懸架的 前輪定位參數(shù)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。 1 Adams軟件簡(jiǎn)介 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件(Ada叫Aut0眥tic D”砌ic 0f Mechanical svnem)是目前廣泛應(yīng)用的汽車動(dòng)力學(xué)分析軟件。 它將多體動(dòng)力學(xué)建模方法與大位移、非線性分析求解功能相結(jié) 合．將強(qiáng)大的大位移、非線性分析求解功能與使用方便的用戶界 面相平衡，并提供與其它c(diǎn)AE軟件如控制分析軟件Mal血、有限 元分析軟件ANsYs等的集運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又 是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析開發(fā)工具．其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多 種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿 真分析的二次開發(fā)工具平臺(tái)。ADAMs軟件支持并行工程環(huán)境， 節(jié)省大量的時(shí)問和經(jīng)費(fèi)。利用ADAM5軟件建立參數(shù)化模型可 以進(jìn)行設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析Ⅲ。ADAMs，cAR模塊則 是MDI公司與Audi、BMw、Renault和volvo等公司合作開發(fā)的整 車設(shè)計(jì)模塊，它能夠快速建造高精度的整車虛擬樣機(jī)，其中包括 車身、懸架、傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、制動(dòng)系統(tǒng)等，可以通過 高速動(dòng)畫直觀的再現(xiàn)在各種試驗(yàn)工況下整車的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并 輸出標(biāo)志操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、乘坐舒適性和安全性的特征參鲞即。 2建立雙橫臂獨(dú)立懸架模型 2．1前輪定位參數(shù)的影響 懸架的性能反映在當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)車輪定位參數(shù)的變 化。在正常車輪跳動(dòng)范圍內(nèi)，讓車輪定位參數(shù)變化量保持在合理 的范圍內(nèi)．保證汽車設(shè)計(jì)所期望行駛特性的能力。汽車前輪定位 參數(shù)主要包括車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角及前輪前 束。此外，輪距的變化對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性和輪胎的磨損也有較 大的影響。 車輪外傾角是汽車前輪定位的一個(gè)重要參數(shù)，一般盡量減 少車輪相對(duì)車身跳動(dòng)時(shí)的外傾角的變化，在常見的車輪跳動(dòng)范 圍內(nèi)．其變化量控制在r以內(nèi)。理想設(shè)計(jì)應(yīng)使車輪由下向上跳動(dòng) 時(shí)外傾角向減小方向變化，以確保汽車曲線行駛過程中車身側(cè) 傾時(shí)夕}傾車輪接近于垂直地面狀態(tài)．從而提高輪胎的側(cè)偏特性。 主銷后傾角對(duì)轉(zhuǎn)向時(shí)車輪外傾變化影響較太。假若主銷后 傾角設(shè)計(jì)較大，則外傾轉(zhuǎn)向輪的外傾角會(huì)向負(fù)方向變化。因此， 當(dāng)前輪主銷后傾角較大時(shí)，需增加前輪轉(zhuǎn)向所必需的橫向力，以 抵消外傾推力，這樣不足轉(zhuǎn)成模塊擴(kuò)展設(shè)計(jì)手段，在汽車、航天 等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用∞。ADAMs一方面是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真 軟件的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬樣機(jī) 進(jìn)行靜力學(xué)向弱，最大橫向加速度會(huì)增大。一般認(rèn)為2。一37是合 理的范圍。 主銷內(nèi)傾有利于主銷橫向偏距的減小，從而可以減少轉(zhuǎn)向 時(shí)駕駛員加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向輕便。同時(shí)也減少從轉(zhuǎn)向輪 傳到方向盤上的沖擊力。內(nèi)傾角不宜過大，否則在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪 繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，輪胎與路面之間將產(chǎn)生較大的滑動(dòng)，增加 了輪胎與路面間摩擦阻力，這不僅使轉(zhuǎn)向發(fā)沉，而且加速了輪胎 的磨損。 車輪跳動(dòng)時(shí)的前束變化對(duì)車輛的直線穩(wěn)定性。車輛的穩(wěn)態(tài) 響應(yīng)特性有很大的影響，是汽車懸架的重要參數(shù)之一。設(shè)計(jì)時(shí)希 望在車輪跳動(dòng)時(shí)，前束不變或變化幅度較小。 2．2建立前懸架模型 在Adam扎盯軟件中建立由懸架子系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系子系統(tǒng)組 成的雙橫臂前懸架系統(tǒng)模型，在建立分析總成的模型過程中， ADAMs，CAR的建模順序是自下而上的。所有的分析模型都是 建立在子總成基礎(chǔ)上，而子總成衛(wèi)是建立在模版的基礎(chǔ)上，模版 是整個(gè)模型中最基本的模塊。然而模版又是整個(gè)建模過程中最 重要的部分．分析總成的絕大部分建模工作都是在模版階段完 成的。在建立模版階段，正確建立零部件問的連接關(guān)系和信號(hào)器 是至關(guān)重要的，這些數(shù)據(jù)在以后的子系統(tǒng)和總成階段無法修改， 而零部件的位置和特征參數(shù)在后續(xù)過程中則是可以更改的。模 版建立咀后．接下來是創(chuàng)建子系統(tǒng)，在于系統(tǒng)的水平上，用戶只 能對(duì)以前創(chuàng)建的零部件進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)的修改。建立仿真模型的 最后一步是建立分析總成，在選一階段，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可根據(jù)實(shí) 際需要，將不同的子系統(tǒng)組合成為一完整的分析模型，如懸架總 成可以包括懸架子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)和試驗(yàn)臺(tái)。 在分析之前，還需輸^輪胎徑向剛度及相關(guān)的整車數(shù)據(jù)，比 如：簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量質(zhì)心高度，等等。 根據(jù)建立的前懸架系統(tǒng)分析模型．利用ADAMs，cAR仿真 前懸架平行跳動(dòng)過程中車輪、主銷、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的變化，懸架導(dǎo)向 系、轉(zhuǎn)向桿系與車身之間的互相影響，從而評(píng)價(jià)前懸架系統(tǒng)的性 能，發(fā)現(xiàn)問題所在，并提出改進(jìn)方案．進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。前懸架模型 如圖1所示。 圖1前懸栗模翌 2．3對(duì)懸架進(jìn)行仿真優(yōu)化分析 首先對(duì)懸架參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括質(zhì)心高度、簧載質(zhì)量、軸距 等等。然后設(shè)置仿真參數(shù)．對(duì)懸架進(jìn)行平行跳動(dòng)的仿真試驗(yàn)。上 下跳到都為50mm。仿真結(jié)束后，調(diào)用Msc．ADAMs，solver進(jìn)行 解算后，系統(tǒng)能輸出多種有關(guān)懸架性能的參數(shù)。由于在整車運(yùn)動(dòng) 過程中，路面存在一定的不平度，輪胎和車身之間的相對(duì)位置會(huì) 發(fā)生變化，這也會(huì)造成車輪定位參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變動(dòng)。如果車輪 定位參數(shù)的變動(dòng)過大的話，會(huì)加劇輪胎和轉(zhuǎn)向機(jī)件的磨損并降 低整車操縱穩(wěn)定性和其他相關(guān)性能．所以原則上．車輪定位參數(shù) 的變化量不能太大。 利用Msc．ADAMs，ln8ight模塊，用戶可以對(duì)車輪定位參數(shù) 萬方數(shù)據(jù) 一58 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 No．10 Oct．2007 中的某項(xiàng)或是多項(xiàng)進(jìn)行優(yōu)化．使定位參數(shù)達(dá)到一個(gè)理想值。本論 文是通過對(duì)懸架的部分硬點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行改變來達(dá)到優(yōu)化定位參數(shù) 的目的。 在Insi出模塊中，我們對(duì)雙橫臂懸架的下控制臂前點(diǎn)0ca— fmn【)，后點(diǎn)0ca—re刪．下控制臂球頭銷(1ca—oute葉，轉(zhuǎn)向拉桿內(nèi)點(diǎn) 0iemd—inne r)，外點(diǎn)(1ierod_outer)，上控制臂前點(diǎn)(uca—fronO，后點(diǎn) (uc丑．rea0，上控制臂球頭銷(uca—oule訂等八個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的24個(gè)坐 標(biāo)值進(jìn)行分析。設(shè)定每個(gè)值的變化范圍在一5—5咖之間。選取五 項(xiàng)前輪定位參數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)。在Insight模塊中進(jìn)行128次迭代 計(jì)算。計(jì)算完之后，利用Insigh【自帶功能，將優(yōu)化的結(jié)果以交互 式網(wǎng)頁的形式輸出。然后可以在此剛貞中修改硬點(diǎn)坐標(biāo)值，同時(shí)觀 察定位參數(shù)的變化趨勢(shì)。表1為優(yōu)化前后懸架的部分硬點(diǎn)坐標(biāo)： 表1硬點(diǎn)坐標(biāo) 絲皇塵堡 蘭苧查 蘭蘭墮 !竺堡 蘭蘭塑 L船一fmnL 優(yōu)化前 一2000 —400 0 150 0 優(yōu)化后 L舶—棚【er 優(yōu)化前 優(yōu)化后 k一 優(yōu)化前優(yōu)化后 Tkrod—iM 優(yōu)化前 優(yōu)化后 Tlmd—ouler 優(yōu)化前 優(yōu)化后 ucP如nI 優(yōu)化前 優(yōu)化后 uea訓(xùn)kr 優(yōu)化前 優(yōu)化后 ucHear 優(yōu)化前 優(yōu)化后 下面是優(yōu)化前后車輪定位參數(shù)的對(duì)比圖(實(shí)線為優(yōu)化前，虛 線為優(yōu)化后如圖2．圖3)。 _5∞_4nO_300．2n0一l∞n0 100 20D 30D 4(】D 車輪運(yùn)動(dòng)距離 圖2車輪外傾角優(yōu)化前后對(duì)比圖 2．3．1車輪外傾角 為防止車輪出現(xiàn)過大的不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向趨勢(shì)，一般希 望車輪從滿載位置起上下跳動(dòng)50mm的范圍內(nèi)，車輪外傾角變 化在1Ⅱ左右。從圖上二可以看出．優(yōu)化后車輪外傾角變化范圍是一 0 625加2叫e島符合設(shè)計(jì)要求。 2 3 2主銷后傾角 主銷后傾角為正值時(shí)有抑制制動(dòng)時(shí)的點(diǎn)頭作用，但太大時(shí) 世 腰 星 世 _5nD—4uo—3IHJ_2(1【】一1加00 l毗l 2l上IJ 300 4【l【】 車輪運(yùn)動(dòng)距離 圖3主銷后傾角優(yōu)化前后對(duì)比圖 會(huì)使車輪支撐處反力矩過大，易造成車輪擺振或轉(zhuǎn)向盤上力的 變化。一般要求主銷后傾角在50~6。之問。圖中所示，優(yōu)化后完 全符合設(shè)計(jì)要求。 2 3．3主銷內(nèi)傾角 主銷內(nèi)傾角可眥使汽車轉(zhuǎn)向回正、轉(zhuǎn)向操作輕便，在車輪跳 動(dòng)時(shí)，主銷內(nèi)傾角變化較大，將會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，加速輪胎磨損。所 以要求主銷內(nèi)傾角不能變化太大。從曲線罔看出，優(yōu)化后變化范 圍比優(yōu)化前得到改善。 2．3 4主銷偏距 汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)，地面對(duì)轉(zhuǎn)向的阻力力矩與 主銷偏距的大小成正比。主銷偏距越小，轉(zhuǎn)向阻力矩也越小，所以 一般希望主銷偏距小一些，以減少轉(zhuǎn)向操縱力以及地面對(duì)轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)的沖擊。主銷偏距與主銷內(nèi)傾是密切相關(guān)的，通過調(diào)整主銷 內(nèi)傾角可以得到不同的主銷偏距。優(yōu)化后結(jié)果丈大好于優(yōu)化前， 符合設(shè)計(jì)要求。 2．3．5前輪前束 對(duì)于汽車前輪，車輪上跳時(shí)的前束值多設(shè)計(jì)成零至負(fù)前束 變化。當(dāng)車輛行駛時(shí)，前束的變化過大，將會(huì)影響車輛的直線行 駛穩(wěn)定性，同時(shí)增大輪胎與地面間的滾動(dòng)阻力，加劇輪胎的磨 損，所m^Ⅱ束角的設(shè)計(jì)原則是在車輪跳動(dòng)時(shí)，變化量越小越好， 優(yōu)化后結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。 3結(jié)論 本文利用Adam舶ar建立了雙橫臂獨(dú)立懸架模型，并進(jìn)行 雙輪平行跳動(dòng)仿真試驗(yàn)．仿真結(jié)束后．以前輪定位參數(shù)為主要優(yōu) 化目標(biāo)，運(yùn)用ADAM郇nsi曲t，通過對(duì)懸架硬點(diǎn)坐標(biāo)和前輪定位 參數(shù)多次修改和迭代計(jì)算。使車輪定位參數(shù)得到優(yōu)化。但是由于 汽車布置的限制，只能在局限的小范圍內(nèi)對(duì)懸架硬點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行修 改．所以得到的優(yōu)化結(jié)果只是相對(duì)的。并不是絕對(duì)的最優(yōu)結(jié)果。 參考文獻(xiàn) l汽車工程手冊(cè)編委皂汽車工程手冊(cè)南黜篇，J匕京：人民交通出版社，2講)o 2鄭建榮．ADAM爭(zhēng)虛擬樣機(jī)技術(shù)入門與提高，北京：機(jī)械_T業(yè)出版社0002． 3李軍，邢俊文．覃文潔等，ADAMs實(shí)例教程，北京：北京理工大學(xué)出版 社．2002． 4鄭凱，胡仁喜，陳鹿民，ADAMs2∞5機(jī)械設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用實(shí)例北京：機(jī) 械T業(yè)出版社．2006． i溉拍鋤i荸：“塒i眥如 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0{蘭啪Ⅲ!旦啪姍；曇瑚{s蹈瑚{窩跏跏鉍{{||}三盞篇器盞盞{}掣淼黧僦淼鬻淼一 ⅢⅦ!耋¨嘣仰!詈舢嘶枷Ⅲ 一髓一暖量去 萬方數(shù)據(jù) 基于ADAMS的雙橫臂獨(dú)立懸架優(yōu)化仿真分析 作者： 于海峰， 于學(xué)兵， YU Hai-feng， YU Xue-bing 作者單位： 大連理工大學(xué),動(dòng)力與能源工程學(xué)院,大連,116023 刊名： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 英文刊名： MACHINERY DESIGN 在國內(nèi),八十年代末九十年代初,有學(xué)者用圖論的方法對(duì)汽車懸架系統(tǒng)作過初步的運(yùn)動(dòng)學(xué) 分析,由于條件的限制,存在著不夠理想之處.應(yīng)用最大數(shù)目坐標(biāo)方法對(duì)汽車雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,尚屬首例. 3.學(xué)位論文 葉鳴強(qiáng) 基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的車輪隨機(jī)側(cè)滑仿真分析及懸架參數(shù)優(yōu)化 2005 論文總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于車輪側(cè)滑研究的現(xiàn)狀，分析了各種側(cè)滑形式產(chǎn)生的原因以及它們對(duì)汽車總側(cè)滑的影響；在此基礎(chǔ)上，指出了當(dāng)前對(duì)車輪隨機(jī) 側(cè)滑研究的不足以及加強(qiáng)這方面研究的必要性。 本文系統(tǒng)闡述了虛擬樣機(jī)軟件ADAMS的建模、仿真以及優(yōu)化理論基礎(chǔ)，概括了其形成初始條件分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析方程組的過程，詳細(xì)說 明了ADAMS中約束優(yōu)化問題和Newton-Raphson數(shù)值方法的求解原理，以及動(dòng)力學(xué)分析中Jacobian矩陣的計(jì)算過程。系統(tǒng)研究了輪胎的側(cè)偏特性以及路面不 平度的統(tǒng)計(jì)特性，并在此基礎(chǔ)上分析了車輪隨機(jī)側(cè)滑產(chǎn)生的機(jī)理。針對(duì)國內(nèi)對(duì)車輪隨機(jī)側(cè)滑研究較少以及沒有相應(yīng)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行規(guī)定的現(xiàn)狀 ，提出了“最大隨機(jī)側(cè)滑”的概念，并以此作為評(píng)價(jià)車輪隨機(jī)側(cè)滑的重要依據(jù)，為今后有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供相關(guān)參考。應(yīng)用虛擬樣機(jī)軟件ADAMS建立 了1/2雙橫臂獨(dú)立前懸架的虛擬樣機(jī)模型，并從理論上證明了該模型的合理性和可行性，確定了車輪定位參數(shù)以及懸架的設(shè)計(jì)參數(shù)；對(duì)建立的模型進(jìn)行仿 真，分析了車輪定位參數(shù)以及懸架各個(gè)參數(shù)對(duì)車輪隨機(jī)側(cè)滑的影響情況。通過優(yōu)化分析，確定了行車過程中對(duì)車輪隨機(jī)側(cè)滑影響最大的懸架參數(shù)：主銷 長(zhǎng)度、主銷內(nèi)傾角以及主銷后傾角。分析了各參數(shù)在優(yōu)化前后的變化情況，并確定了雙橫臂獨(dú)立懸架的最終設(shè)計(jì)值，對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架以及其它類型的 獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。 4.期刊論文 明巧紅.鐘紹華 基于ADAMS的雙橫臂獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì) -專用汽車2008(10) 利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS,建立了帶有轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙橫臂獨(dú)立前懸架虛擬樣機(jī)模型,并在ADAMS/Car模塊中對(duì)其進(jìn)行仿真分析.采用優(yōu)化分析 對(duì)懸架不合理數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步改善懸架系統(tǒng)性能,以提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量. 5.期刊論文 張亮亮.裴永生.吳丹丹.ZHANG Liangliang.PEI Yongsheng.WU Dandan 基于ADAMS的雙橫臂獨(dú)立懸架的 仿真分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) -現(xiàn)代機(jī)械2010(4) 采用虛擬樣機(jī)技術(shù),借助于ADAMS軟件這個(gè)操作平臺(tái),針對(duì)某型車雙橫臂獨(dú)立懸架定位參數(shù)變化過大,建立了雙橫臂獨(dú)立懸架模型,并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 分析,評(píng)價(jià)了懸架數(shù)據(jù)的合理性.利用ADAMS/Insight選取了適當(dāng)?shù)挠颤c(diǎn)坐標(biāo)作為優(yōu)化變量,采用統(tǒng)一目標(biāo)法將多目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)函數(shù)并在 ADAMS/View中對(duì)車輪定位參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步改善懸架系統(tǒng)的性能,以提高產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量. 6.期刊論文 朱曉霞.鐘紹華 基于ADAMS的雙橫臂獨(dú)立懸架的優(yōu)化分析 -北京汽車2009(2) 針對(duì)某一輕型車雙橫臂獨(dú)立懸架定位參數(shù)變化過大、輪胎磨損嚴(yán)重的問題,利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS,建立了雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 模型.以前輪定位參數(shù)以及前輪的側(cè)向滑移量變化最小為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算.優(yōu)化結(jié)果在一定程度上改善了懸架系統(tǒng)的性能.對(duì)產(chǎn)品性 能提高具有一定的指導(dǎo)意義. 7.期刊論文 劉新田.黃虎.趙禮輝.劉長(zhǎng)虹.郭輝.王巖松.LIU Xin-tian.HUANG Hu.ZHAO Li-hui.LIU Chang-hong. GUO Hui.WANG Yan-song 下橫臂橡膠襯套剛度對(duì)車輪定位參數(shù)影響分析 -現(xiàn)代制造工程2010(9) 根據(jù)某車型硬點(diǎn)參數(shù),建立前雙橫臂獨(dú)立懸架模型.然后,運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)和懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論,在車輪跳動(dòng)、車輪轉(zhuǎn)向、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力工況下,分 析并討論下橫臂前、后兩個(gè)橡膠襯套的軸向剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和徑向剛度對(duì)車輪定位參數(shù)的影響.其結(jié)論為下橫臂前、后橡膠襯套的軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度對(duì) 車輪定位參數(shù)影響不大,但是徑向剛度對(duì)車輪定位參數(shù)影響較大. 8.期刊論文 劉虹.王其東.LIU Hong.WANG Qi-dong 基于ADAMS雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析 -合肥工業(yè)大學(xué)學(xué) 報(bào)（自然科學(xué)版）2007,30(1) 懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性首先反映在車輪定位參數(shù)的變化趨勢(shì)上.文章采用虛擬樣機(jī)技術(shù),在ADAMS軟件環(huán)境下,建立了某商務(wù)車的雙橫臂扭桿獨(dú)立懸架的多 體動(dòng)力學(xué)模型,并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,獲得了隨車輪上下跳動(dòng)該懸架車輪定位參數(shù)的變化規(guī)律,為汽車懸架系統(tǒng)開發(fā)提供一種有效的現(xiàn)代化手段. 9.學(xué)位論文 王旭 一汽一噸級(jí)輕型車雙橫臂獨(dú)立懸架性能研究 2001 該文以CA6471輕型客車為例,對(duì)比CA6440輕型客車,研究分析一汽一噸級(jí)輕型車雙橫臂獨(dú)立懸架性能.該文目的在于將研究成果應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中 ,尤其是應(yīng)用到總布置設(shè)計(jì)中.傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)同類車型進(jìn)行對(duì)比,并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷,對(duì)汽車的偏頻進(jìn)行控制,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論.雙橫臂獨(dú)立懸 架的上下擺臂的幾何尺寸和位置決定了前懸架的側(cè)傾高度,其懸架的側(cè)傾角剛度直接影響整車的側(cè)傾穩(wěn)定性,但懸架的剛度太大,將使整車的平順性變差 .通過將一汽輕型車的前獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)輸入到ADAMS,計(jì)算得到前輪定位參數(shù)的變化曲線,根據(jù)幾年來對(duì)一汽一噸級(jí)輕型車雙橫臂獨(dú)立懸架 的實(shí)際布置積累的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),分析一汽雙橫臂獨(dú)立懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)前輪定位的影響. 10.期刊論文 利用ADAMS對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行仿真分析 -汽車科技2005(5) 通過某商務(wù)車的獨(dú)立懸架的數(shù)學(xué)建模和仿真模型,利用ADAMS軟件精確地計(jì)算汽車運(yùn)動(dòng)中懸架定位參數(shù)的變化,分析了該懸架定位參數(shù)對(duì)操縱穩(wěn)定性的 影響,以提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量. 引證文獻(xiàn)(3條) 1.魯春艷 基于ADAMS的雙橫臂前懸架的虛擬設(shè)計(jì)及優(yōu)化[期刊論文]-機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 2009(2) 2.龐思紅 汽車懸架系統(tǒng)建模與優(yōu)化仿真分析[期刊論文]-河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2008(5) 3.明巧紅.鐘紹華 基于ADAMS的雙橫臂獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)[期刊論文]-專用汽車 2008(10) 本文鏈接： 授權(quán)使用：黑龍江工程學(xué)院(hljgcxy)，授權(quán)號(hào)：8f3a9f09-1700-441d-aa43-9e9a012c86a3 下載時(shí)間：2011年3月2日