麥弗遜式懸架模型的建立分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u17972麥弗遜式懸架模型的建立分析案例 1187491.1建模思路及相關軟件 116361.2麥弗遜懸架幾何模型的建立 230381.3ADAMS仿真軟件介紹 2219051.4麥弗遜式前懸架虛擬樣機建模 3305311.4.1麥弗遜式前懸架結構分析 3118351.4.2懸架虛擬樣機模型的參數(shù)準備 4112251.4.3麥弗遜懸架虛擬樣機模型的建立 51.1建模思路及相關軟件當前，汽車懸架系統(tǒng)的開發(fā)設計都是在現(xiàn)有懸架的形式上對懸架性能加以改進設計。本文選取某款電動汽車的麥弗遜懸架系統(tǒng)作為設計目標，根據(jù)參考資料和整車參數(shù)，通過對懸架結構參數(shù)進行設計與計算，利用CATIA軟件建立麥弗遜式懸架的三維模型，然后利用麥弗遜式懸架的幾何參數(shù)、結構參數(shù)以及力學特征參數(shù)，在ADAMS/Car軟件中建立麥弗遜式懸架虛擬樣機模型。建模思路流程圖如下圖4所示：建立三維實體模型建立三維實體模型結構分析簡化物理模型創(chuàng)建懸架模板添加相關參數(shù)創(chuàng)建懸架模型子系統(tǒng)定義通訊器完成建立仿真模型圖4建模思路流程圖1.2麥弗遜懸架幾何模型的建立幾何模型是依據(jù)懸架結構參數(shù)進行搭建的。本文利用CATIA建模軟件建立麥弗遜懸架三維模型，麥弗遜式懸架三維模型圖如下圖5所示：圖5麥弗遜式懸架幾何模型圖建立懸架三維模型具體步驟如下：首先對各零部件進行建模，然后根據(jù)零部件之間的相互位置關系和裝配關系，添加約束，最后形成一個完整的懸架裝配體。在彈簧進行建模的過程中，與其它零件需要使用拉伸、凹槽等命令不同，首先需要通過創(chuàng)成式外形設計畫出彈簧的螺旋線，并設定彈簧的高度和螺距。然后添加助板，并利用多截面實體的命令畫出彈簧零件圖。1.3ADAMS仿真軟件介紹ADAMS虛擬樣分析真軟件是由美國MDI公司開發(fā)的，大體分為五個部分:基本模塊、擴展模塊、接口模塊、專業(yè)模塊以及工具箱，其中包含將近40個模塊。用戶可以利用需要的模塊，進行針對性強、精準度高的仿真分析試驗，包括方案驗證、模擬分析、故障診斷及優(yōu)化設計等方面，采用虛擬樣機技術后,可以最大限度降低新型產品的研發(fā)成本、縮減研發(fā)周期以及提高產品質量,為占據(jù)更多市場提供強有力的保障[12][13]。本文主要運用ADAMS/CAR模塊和ADAMS/Insight模塊，來進行對汽車懸架系統(tǒng)的研究。ADAMS/CAR即車輛模塊，能夠建立整車或車輛各系統(tǒng)的虛擬樣機模型，并進行各種實驗工況下動力學仿真，從而了解車輛的性能和運動狀態(tài)。其中又分為兩大板塊：整車動力學和懸架設計，本文主要應用ADAMS/CAR軟件中懸架設計板塊，完成對麥弗遜式獨立懸架的虛擬建模。ADAMS/Insight參數(shù)化設計模塊可以對虛擬樣機進行試驗設計，也可以對仿真試驗結果進行統(tǒng)計分析，幫助用戶快速的了解到試驗參數(shù)對虛擬樣機性能的影響以及各個參數(shù)之間的關系。本文主要用于對懸架虛擬樣機模型進行參數(shù)化優(yōu)化設計。1.4麥弗遜式前懸架虛擬樣機建模1.4.1麥弗遜式前懸架結構分析在本篇論文研究中，為了方便建立懸架運動學仿真模型，并且不影響對麥弗遜懸架系統(tǒng)的分析，需要對懸架的子系統(tǒng)做以下簡化和假設[6]：把懸架中所有的桿件都看作是剛體，在運動分析中不用考慮變形。把車輪看作剛體,在車輪跳動中不會變形。各個零部件之間的連接為鉸鏈，間隙忽略不計。不將運動副內的摩擦力進行考慮。車身相對與地面不動。本文的參考車型是某款前置前驅動汽車，以該款汽車的麥弗遜式懸架為研究對象，下圖6為麥弗遜式懸架的結構圖，結合結構圖來進行運動學分析。通過結構分析，得知麥弗遜式懸架系統(tǒng)的組成部件。圖6麥弗遜懸架結構示意圖表4懸架剛性部件之間的約束關系通過結構分析，對懸架剛體模型進行簡化，有利于懸架系統(tǒng)虛擬樣機仿真模型的建立。1.4.2懸架虛擬樣機模型的參數(shù)準備在ADAMS/CAR軟件中建立汽車多體系統(tǒng)動力分析模型時，需要用的尺寸參數(shù)、質量特征參數(shù)以及力學特征參數(shù)，對參數(shù)精度的要求特別高，尤其是尺寸參數(shù)。尺寸參數(shù)是指懸架系統(tǒng)的幾何定位參數(shù)，即模型關鍵點的空間位置坐標，這也是建立ADAMS運動學模型的關鍵。通過在CATIA軟件建立的懸架三維模型中獲取關鍵點，在裝配設計模塊下選取關鍵點所在的零部件，從產品中生成CATPart定義點的位置坐標，從而獲取關鍵點的空間位置坐標。麥弗遜式前懸架左側關鍵點的空間位置坐標如下表5所示。表5麥弗遜式懸架左側關鍵點的空間位置坐標關鍵點名稱X（mm）Y(mm)Z(mm)驅動軸內支點0.0-301.0179.0下控制臂前支點-31.395-541.43190.0下控制臂后支點-11.935-891.483121.575下控制臂外支點284.174-545.39790.0彈簧下支座點46.196-698.285531.376減振器下支點30.077-720.186400.224減振器上支點95.745-632.186927.592副車架前支點-231.395-541.43190.0副車架后支點484.174-545.39790.0轉向橫拉桿內支點178.455-490.763229.966轉向橫拉桿外支點127.445-840.874229.966車輪中心0.209-901.426254.4121.4.3麥弗遜懸架虛擬樣機模型的建立在ADAMS/CAR模塊中麥弗遜式懸架建模流程圖如下圖7：獲取參數(shù)獲取參數(shù)模板設計創(chuàng)建模板子系統(tǒng)完成懸架模型圖7建立懸架模型流程圖具體步驟如下：（1）在ADAMS/Car專家模式下，打開麥弗遜懸架Template文件，添加硬點坐標參數(shù)，輸入的懸架系統(tǒng)硬點坐標如下圖8所示。圖8懸架左側關鍵硬點坐標輸入（2）將麥弗遜式懸架系統(tǒng)的結構參數(shù)和力學特征參數(shù)輸入到懸架模板中，完成懸架虛擬模型的建立。麥弗遜懸架虛擬模型如下圖9所示。圖9麥弗遜式懸架虛擬模型（3）在AD