f_sae赛车后悬架优化分析.pdf

2011年4月机电技术机电技术机电技术机电技术 77 作者简介: 郭刚(1985-) ,男,硕士研究生,研究方向:汽车安全设计。 F-SAE 赛车后悬架优化赛车后悬架优化赛车后悬架优化赛车后悬架优化分析分析分析分析郭刚 1 葛晓宏 1 ,2 黄红武 1 ,2 (1. 厦门大学机电系,福建厦门 361005; 2. 厦门理工学院,福建厦门 361024) 摘要: 运用多体动力学软件 ADAMS/VIEW 模块建立 F-SAE 赛车后悬架模型,并对模型进行仿真分析,研究分析 FSAE 赛车运动中后悬架随车轮上下跳动时定位参数的变化规律,评价悬架数据合理性。采用优化分析对悬架不合理数据进行优化,进一步改善悬架系统性能,以提高产品开发质量。关键词: 赛车独立悬架; ADAMS ;优化分析中图分类号: 文献标识码: A 文章编号: 1672- 4801(2011)02- 077- 03 汽车悬架是车身和车轮之间的一切传力连接装置的总称,它把路面作用于车轮的支承力、牵引力、制动力和侧向力以及这些力所产生的力矩传递到车身上,以保证汽车的正常行驶。悬架系统是汽车重要的组成部分,汽车悬架系统的性能是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性的重要因素。由于汽车悬架部件之间运动关系复杂, 一般都设计成主销内倾和后倾,并且控制臂轴也大多倾斜布置,这些都给悬架的运动学、动力学分析带来很大困难。随着计算机技术不断提高, 国内外研制开发了很多专门用于机械构件运动仿真分析及优化设计的专用软件, ADAMS 软件就是其中之一。 ADAMS 是虚拟样机分析的应用软件,用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析;该软件还是虚拟样机分析开发工具,其开放性的程序结构和多种接口,可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。 1 利用 ADAMS/VIEW 创建汽车后悬架模型[5] [7] [9] 悬架模型的建立由于较复杂的模型在计算机中难以建立,所以对所建立的模型做如下简化和假设: (1) 悬架中所有零部件都认为是刚体,同时零部件之间的所有连接都简化为铰链,内部间隙不计; (2) 减振器简化为线性弹簧和阻尼; (3) 各运动副内的摩擦力忽略不计; (4) 轮胎简化为刚性体。在 ADAMS 中建立的 F-SAE 赛车后悬架如图 1 所示。图 1 F-SAE 赛车后悬架 ADAMS 模型 2 仿真分析 车轮外倾角和侧向滑移量车轮外倾角分零外倾角、正外倾角、负外倾角。如果空车时车轮的安装正好垂直于路面,则满载时车桥因承载变形而可能出现车轮内倾,这样将加速车轮胎的磨损。因此,在设计赛车后悬架时,一般控制在0 o左右且一般希望车轮在从满载位置起上下跳动 30 mm 的范围内,车轮外倾角变化在 o左右。从图 2 可以看出该悬架在后轮外倾角设计的比较合理。通过仿真结果,得出了车轮侧向滑移量随车轮 Z 轴方向的变化曲线如图3 所示,发现在车轮的上下跳动行程均为 30 mm 时,车轮侧向滑移量的最大值达到 mm ,这在一定程度上加大了轮胎的磨损量,说明该悬架结构参数还存在不合理的地方,有待进一步改进。机电技术机电技术机电技术机电技术 2011年4