雙橫臂式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、雙橫臂式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 xxx 學(xué) 院 本 科 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告 題 目 雙橫臂式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 xxx 學(xué)號(hào) xxxxxx 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) xxxxxx 指導(dǎo)教師 xxx xx 年 3 月 17 日 題 目 雙橫臂式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì) 一、選題的目的及研究意義 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架和車身彈性的連接在一起，其性能優(yōu)劣直接影響到汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性和輪胎的使用壽命。懸架的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些反力造成的力矩傳遞到車架上，并且緩和由不平等路面?zhèn)鹘o車架

2、的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車平順地行駛。由于汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性的要求，具有平安、智能和清潔的綠色智能懸架將是今后汽車懸架開(kāi)展的趨勢(shì)。 雙橫臂式懸架是指一種車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的獨(dú)立懸架，雙橫臂式懸架是指有兩根橫臂的懸架系統(tǒng)。雙橫臂式懸架的減震器沒(méi)有橫向載荷，而且上端高度較低，有利于降低車頭的高度，改良車身造型。雙橫臂式獨(dú)立懸架，極大程度地降低了特殊路面、不良路面對(duì)車輛行進(jìn)的影響，保證了車輛的穩(wěn)定性和乘坐舒適性，確保了車輛的行駛操控性。 只要適中選擇、優(yōu)化上下橫臂的長(zhǎng)度，并通過(guò)合理的布置，就可以使輪距及前輪定位參數(shù)均在可接受的限定范圍內(nèi)，保證汽車具有良好的行

3、駛穩(wěn)定性。因此，這種懸架具有良好的操作穩(wěn)定性和舒適性，是比擬高級(jí)的懸架。 機(jī)械系統(tǒng)分析軟件 adams（automatic dynamic analysis of mechanical system）是世界上應(yīng)用廣泛的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件。其中，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛，目前已成為世界各主要汽車公司及其零部件供給商的主要?jiǎng)恿W(xué)仿真軟件。通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)分析軟件 adams 分析研究雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)特性以及各組成部件的特性， 使雙橫臂獨(dú)立式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架到達(dá)設(shè)計(jì)要求，提出一套實(shí)用的汽車前獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)分析方法，在懸架設(shè)計(jì)中，根據(jù)整車的布置要求以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù)

4、，運(yùn)用 cad 建立三維物理模型，并在 adams 軟件平臺(tái)上建立雙橫臂獨(dú)立懸架的簡(jiǎn)化物理模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，通過(guò)分析車輪垂直跳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)與車輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，建立虛擬雙橫臂獨(dú)立選件模型。從而為設(shè)計(jì)和改良提供快速、可靠的技術(shù)依據(jù)，到達(dá)大幅度降低設(shè)備研制本錢(qián)的目的。 在試制前的階段進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)仿真，并提出優(yōu)化設(shè)計(jì)的意見(jiàn)，獲得分析車輪垂直跳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)與車輪前束角的變化等關(guān)系。獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)的缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。在實(shí)際設(shè)計(jì)雙橫臂獨(dú)立懸架過(guò)程中定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜，通過(guò) adams 和 cad 參數(shù)匹

5、配有效解決該問(wèn)題，為懸架設(shè)計(jì)者節(jié)省了時(shí)間和精力。 在此次懸架設(shè)計(jì)中，我將對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),這樣就需要把大學(xué)中所學(xué)根底知識(shí)系統(tǒng)的綜合運(yùn)用，很需要一定的專業(yè)根底知識(shí)。這樣可以使我更好的溫習(xí)專業(yè)知識(shí)，能更好地穩(wěn)固和提升專業(yè)知識(shí)和技能，使所學(xué)的知識(shí)到達(dá)融會(huì)貫穿的境地。 此次懸架設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于個(gè)個(gè)參數(shù)的合理匹配，計(jì)算量相比照擬大，需要反復(fù)的修正和匹配參數(shù)，我覺(jué)得我有這份毅力與決心，從中我將會(huì)真正體會(huì)到今后工作中應(yīng)具備的心態(tài)。此外，在設(shè)計(jì)中我需要用到 adams 軟件，我從未接觸過(guò)，這就需要自己獨(dú)立的進(jìn)行學(xué)習(xí)，不懂的地方我會(huì)積極向同學(xué)、老師求助，這對(duì)我是個(gè)考驗(yàn)，也是能力提升的好時(shí)機(jī)，我相信此

6、次畢業(yè)設(shè)計(jì)定會(huì)為今后的設(shè)計(jì)工作打下良好根底. 二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、開(kāi)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架和車身彈性的連接在一起，其性能優(yōu)劣直接影響到汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性和輪胎的使用壽命。懸架的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些反力造成的力矩傳遞到車架上，并且緩和由不平等路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車平順地行駛。 隨著現(xiàn)代汽車速度的提高，側(cè)傾中心過(guò)高會(huì)引起車輪跳動(dòng)時(shí)輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉(zhuǎn)彎時(shí)左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過(guò)大，導(dǎo)致后輪外傾增大，減少了后輪側(cè)偏剛度，從

7、而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重工況。單橫臂式獨(dú)立懸架多應(yīng)用在后懸架上，但由于不能適應(yīng)高速行駛的要求，目前應(yīng)用不多。 車輪上下跳動(dòng)時(shí)，車輪輪軸繞兩個(gè)橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)，因而兩個(gè)橫臂也稱擺臂，在上部的稱上擺臂，下部稱下擺臂. 從 20 世紀(jì) 80 年代后期開(kāi)始，為了提高行駛平安性，越來(lái)越多的高級(jí)轎車懸架采用了雙橫臂結(jié)構(gòu)，以保證在各種行駛條件下獲得平順性和操縱穩(wěn)定性的最正確匹配. 雙橫臂式獨(dú)立懸架按上下橫臂是否等長(zhǎng)，又分為等長(zhǎng)雙橫臂式和不等長(zhǎng)雙橫臂式兩種懸架。等長(zhǎng)雙橫臂式懸架在車輪上下跳動(dòng)時(shí)，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大(與單橫臂式相類似)，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對(duì)于不等長(zhǎng)雙橫臂式懸架，只要適中選擇、優(yōu)化上

8、下橫臂的長(zhǎng)度，并通過(guò)合理的布置、就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi)，保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。目前不等長(zhǎng)雙橫臂式懸架已廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸架上，局部運(yùn)動(dòng)型轎車及賽車的后輪也采用這一懸架結(jié)構(gòu)。 由于懸架性能對(duì)整車的平順性和操縱穩(wěn)定性的影響很大，所以采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法通常采用平面作圖法或是平面解析法，由于忽略了懸架機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的空間布置形式，很難獲得較好的優(yōu)化結(jié)果。 雙橫臂獨(dú)立懸架是目前汽車中使用最廣泛的獨(dú)立懸架之一。雙橫臂獨(dú)立懸架是一種比擬復(fù)雜的多環(huán)路空間機(jī)構(gòu)、其運(yùn)動(dòng)直觀性差、參數(shù)確定相當(dāng)復(fù)雜，給運(yùn)動(dòng)分析帶來(lái)極大的困難，機(jī)械系統(tǒng)分析軟件 ada

9、ms（automatic dynamic analysis of mechanical system）是世界上應(yīng)用廣泛的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件。其中，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛，目前已成為世界各主要汽車公司及其零部件供給商的主要?jiǎng)恿W(xué)仿真軟件。 對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的模型的建立，可以不再為機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜而煩惱，因?yàn)槲覀冞\(yùn)用 adams 軟件所要做的僅僅是將實(shí)際系統(tǒng)抽象為物理模型，并且將物理模型在 adams 軟件的平臺(tái)上表現(xiàn)出來(lái)，剩下的諸如建立數(shù)學(xué)模型，求解都由 adams 軟件來(lái)完成。 通過(guò) adams 對(duì)樣車建模，并且仿真分析了在車輪轉(zhuǎn)向和車輪上下跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數(shù)等性能參數(shù)的變化情況。比照了

10、優(yōu)化前后的特性曲線，優(yōu)化之后的轉(zhuǎn)向梯形使車輪在轉(zhuǎn)向時(shí)左右車輪轉(zhuǎn)角更加符合理論轉(zhuǎn)角關(guān)系，從而降低了輪胎磨損，提高的行車平順性和平安性。對(duì)改善車輛的行駛平順性、減輕車輛自重以及減少公路的破壞具有重要意義。 在懸架系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析過(guò)程中，主要反映為車輪受上下跳動(dòng)鼓勵(lì)時(shí)車輪定位角的變化情況。在車輪行駛過(guò)程中正常輪跳行程內(nèi)讓車輪定位參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，以保證汽車設(shè)計(jì)所期望到達(dá)的性能。車輪定位參數(shù)主要包括主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角和車輪前束量等。 傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制過(guò)程中必須邊試驗(yàn)邊改良，從設(shè)計(jì)到試制、試驗(yàn)、定型，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)本錢(qián)較高，周期長(zhǎng)。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，結(jié)合虛擬設(shè)計(jì)和虛擬試驗(yàn)，可

11、以大大簡(jiǎn)化懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，大幅度縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用和本錢(qián)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 三、對(duì)本課題將要解決的主要問(wèn)題及解決問(wèn)題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說(shuō)明（論文要寫(xiě)出相應(yīng)的寫(xiě)作提綱） 主要技術(shù)要求： 1、車輪跳動(dòng)時(shí)，輪距變化不超過(guò) 4mm 以防止輪胎早期磨損。 2、車輪跳動(dòng)時(shí)，前輪定位角變化特性合理。 3、 車輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身在 0.4g 側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角不大于 3-5，并保證車輪與車身傾斜同向，以增加缺乏轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 4、制動(dòng)及加速時(shí)，車身應(yīng)有抗點(diǎn)頭及抗后坐效應(yīng)。 5、應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以可靠地承

12、受及傳遞除垂直力以外的力和力矩。 解決的主要問(wèn)題： 1.adams 軟件沒(méi)有根底，需要借助相關(guān)參考書(shū)進(jìn)行學(xué)習(xí)，在遇到無(wú)法獨(dú)立解決問(wèn)題是向老師請(qǐng)教，預(yù)計(jì)在一周內(nèi)掌握其根本操作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷深入了解。 2.雖然現(xiàn)在對(duì)懸架根本設(shè)計(jì)有了一定的頭緒，大體有了掌握，但細(xì)節(jié)上還不能完全深入體會(huì)，這就需要我多參照相關(guān)懸架設(shè)計(jì)參考書(shū)或文獻(xiàn)，不斷完善自己的設(shè)計(jì)。 3.cad 根本操作需要重新溫習(xí)，爭(zhēng)取到達(dá)熟練掌握，有不懂的虛心向同學(xué)老師請(qǐng)教。 4.此次設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新，需要對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)和參數(shù)之間的匹配有深刻的認(rèn)識(shí)，需要大量閱讀相關(guān)書(shū)籍和資料。并將自己的理解好與導(dǎo)師請(qǐng)教，使自己對(duì)雙橫臂式獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)思想不斷

13、完善，不斷升華。 技術(shù)路線（研究方法）： 1、利用網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍、雜志等媒體收集資料，完成開(kāi)題報(bào)告。 2、利用相關(guān)公式初步計(jì)算懸架各部件尺寸，校核強(qiáng)度及壽命。 3、采用 adams 構(gòu)建究等比例化物理模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 4、根據(jù)最終確定參數(shù)繪制 cad 實(shí)體模型。 5、cad 零件圖一套，裝配圖一張。 6、重復(fù)步驟 2-5 對(duì)各部件進(jìn)行審核、修改。 7、完成說(shuō)明書(shū)，制出相應(yīng)的零件圖和裝配圖，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說(shuō)明 1 徐灝主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三卷m. 機(jī)械工業(yè)出版社 2 楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 機(jī)械設(shè)計(jì)根底m. 高等教育出版社 xx.5 3 章鏞初

14、王煥民 商用汽車雜志 m.2000，1：28-29. 4 余志生.汽車?yán)碚?m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. 5 王望予.汽車設(shè)計(jì).m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，xx. 6 劉維信 汽車設(shè)計(jì)第一版清華大學(xué)出版社m.xx.1 7 陳家瑞 汽車構(gòu)造（第 4 版）m.北京：人民交通出版社，xx. 8 周松鶴 徐烈恒 主編 工程力學(xué)m. 機(jī)械工業(yè)出版社，xx.9 9 肖生發(fā),趙樹(shù)朋.汽車構(gòu)造.m.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，xx 10 卞學(xué)良.汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，xx 11 李軍，邢俊文， 譚文潔 .adams 實(shí)例教程m.xx. 12 左文義.雙橫臂扭桿式獨(dú)立懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析方法.設(shè)

15、計(jì)計(jì)算研究j，1994(4):27. 13 潘筱，王玉民等.五連桿后懸架的后軸變形效應(yīng)與轉(zhuǎn)向隨動(dòng)性關(guān)系研究j.汽車技術(shù)，xx，12:3236. 14 宋傳學(xué).基于 adams/car 的雙橫臂獨(dú)立懸架建模與仿真.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)j，xx，34(4):3536. 15 楊樹(shù)凱，宋傳學(xué)等.多連桿懸架與雙橫臂懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析j.汽車技術(shù)，xx，12:4344. 16 時(shí)培成，韋山.雙橫臂扭桿彈簧懸架線剛度計(jì)算及動(dòng)態(tài)仿真.機(jī)械工程師j，xx(8):4345. 17 楊陽(yáng)，周誼等.雙扭桿雙橫臂懸架有限元建模與分析.汽車工程j，xx，11(28):2728. 18 陳黎卿，陳無(wú)畏等.雙橫臂扭桿獨(dú)

16、立懸架多目標(biāo)遺傳優(yōu)化設(shè)計(jì)j.中國(guó)機(jī)械工程學(xué)報(bào)，xx(18):3940 19 jesper. sttengren. utilization of adams to predict tracked vehicle performance. sae 2000 world congress detroit， 2000，3:7879. 20 investigation into suspension dynamic compliance characteristics using direct measurement and simulation，xx，1:1065. 21driving simulat

17、or with double-wishbone suspension using efficient block-triangularized kinematic equation thomas uchida john mcphee springer science+bisiness media b.v.xx 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 1、xx 年 2 月底，對(duì)相關(guān)課題進(jìn)行調(diào)研和資料收集。 2、xx 年 3 月 18 日前，開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)階段，結(jié)合題目雙橫臂式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)查閱資料按時(shí)完成開(kāi)題報(bào)告。 3、xx 年 3 月 27 日前根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算，并進(jìn)行驗(yàn)證。 4、xx 年 4 月 12 日前在 adams 軟件平臺(tái)上建立零件的等比例模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 5、xx 年 5 月 17 日