硕士论文-麦弗逊前独立悬架汽车的操纵稳定性研究.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
麦弗逊前独立悬架汽车的操纵稳定性研究
姓名:方飞
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:何耀华
20060401
摘要仿真软件锏腃模块分析并进行优化汽车悬架的设计方法。中建立某轿车的麦弗逊前悬架的三维P停偌由下访婕だ治鲂懿数在汽车行驶中的变化规律。然后利用躂对建立的悬架模型进行世纪年代以来,汽车作为极其重要的交通工具,在交通运输领域和人民日常生活中的地位日益突出。国内、国际汽车市场的竞争变得空前激烈,用户对汽车安全性、行驶平顺性、操纵稳定性的要求越来越高。汽车悬架系统是影响车辆动态特性最为关键的子系统,其中由悬架所决定的汽车车轮定位参数对整车操纵动特性有着直接的影响。悬架的运动学/动力学仿真分析在汽车悬架系统的设计和开发中占有重要的地位。由于汽车悬架系统是一个复杂的多体系统,其构件之间的运动关系十分复杂,这就给通过传统的计算方法分析悬架的各种特性带来许多的困难。本论文以机械杓啤⑿槟庋抡婕际跷G疤狻L岢鲈擞眯槟庋首先,根据悬架各部件之间的相对运动关系和各部件的参数在蹸结构优化,得到悬架系统结构的优化解。在上述基础上建立了包括前后悬架、发动机、转向系、前后轮胎等在内的整车虚拟样机仿真模型,并根据我国现行整车操纵稳定性试验标准/,编写了用于整车操纵稳定性仿真分析的驱动控制文件跣次狣颓刂剖菸募切,缩写为,进行了转向盘转角阶跃输入试验、转向回正试验、稳态回转试验、蛇行试验和转向轻便性试验等整车操纵稳定性试验仿真分析,并参照,镀挡僮菸榷ㄐ灾副晗拗涤肫兰鄯椒ā范愿媒纬档操纵稳定性进行了评价计分。关键词:汽车悬架,建模,僮菸榷ㄐ
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第一章绪论虚拟样机技术简介引言随着社会的不断发展进步和人们生活水平的不断提高,自世纪年代以来,汽车作为不可缺少的交通工具,在交通运输领域和人民日常生活中的地位日益突出。国内、国际汽车市场的竞争交得空前激烈。用户对汽车安全性、行驶平顺性、操纵稳定性、乘坐舒适性的要求越来越高。然而,汽车本身是一个复杂的多体系统集合,外界载荷的作用复杂多变,人、车、环境三位一体的相互作用,致使汽车动力学模型的建立、分祈、求解始终是一个难题。基于传统的解决方法,需经过反复的样车试制、道路模拟试验和整车性能试验。如此,不仅需花费大量的人力、物力、财力和漫长的时间。而且有些试验由于存在危险性而难以进行。砑捎眯槟庋D饧际酰I鲜鑫侍馓峁┝艘恢纸虾玫慕饩龇桨浮虚拟样机模拟技术可以用于指导和修正设计,按照并行工程的概念组织产品设计和生产,从而在真正意义上实现整车系统优化设计。数字化虚拟样机技术是缩短车辆研发周期、降低开发成本、提高产品设计和制造质量的重要途径。随着虚拟产品开发、虚拟制造技术的逐渐成熟,计算机仿真技术得到了广泛的应用。系统运动学/动力学仿真是数字化虚拟样机的核心和关键技术。为了降低产品开发风险,在样车制造出来之前利用数字化样机对车辆的动力学性能进行计算机仿真分析和参数优化显得十分必要。虚拟样机技术且恢衷诓飞杓瓶7⒐中,将分散的零部件设计和分析技术冈诓说ヒ幌低持辛悴考腃和技术嗪驮谝黄穑诩扑慊辖ㄔ斐霾返恼迥P停⒄攵愿貌吩谕度胧用后的各种工况进行仿真分析,预测产品的整体性能,进而改进产品设计、提高产品性能的新技术。它从分析解决产品整体性能及其相关问题的角度出发,较好地解决了传统设计与制造过程的弊端。在该技术中,工程设计人员可以直接利用低乘峁┑母髁悴考奈锢硇畔⒓捌浼负涡畔ⅲ诩扑慊隙ㄒ辶悴考间的连接关系并对机械系统进行虚拟装配,从而获得机械系统的虚拟样机:使用系统仿真软件在各种虚拟环境中真实地模拟系统的运动,并对其在各种工况下的运动和受力情况进行仿真分析,观察并试验各组成部件的相互运动情况:可以在计算机上方便地修改设计缺陷,仿真并试验不同的设计方案:对整个系统进行不武汉理工人学硕七学位论文
像结合在计算机内的虚拟样机里。让想象力和创造力充分发挥。当虚拟样机用来析力学与计算机相结合的力学分支——多体系统动力学在社会生产实际需要的学模型,开发实现这个数学模型的软件系统,用户只需输人描述系统的最基本数据,借助计算机就能自动进行程式化的处理;②开发和实现有效处理数学模型的计算方法与数值积分方法,自动得到运动学规律和动力学响应;③实现有效的数微分方程,还需要补充广义坐标的代数约束方程才能封闭。热擞眉6的刚性积分算法并采用稀疏矩阵技术提高了计算效率,编制了义坐标分类、奇异值分解等算法,编制了熟的三维计算机图形技术和基于图形的用户界面技术,虚拟样机技术也不会成断改进,直至获得最优设计方案以后,再制做物理样机。虚拟样机技术可使产品设计人员在各种虚拟环境中真实地模拟产品的整体运动及受力,快速分析多种设计方案