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基于某轿车前悬架特性的整车操纵稳定性仿真研究

付华强  
【摘要】: 基于动力学理论和整车操纵稳定性对前麦弗逊悬架进行了运动学仿真分析,并应用Adams/Insight模块对其结构参数进行设计研究和优化。开发了拖曳臂扭力梁后悬架模板,此模板的开发丰富了Adams/Car软件悬架模板库。建立了整车虚拟样机模型,对其进行了整车操纵稳定性试验仿真,对比了前悬架优化前后的整车操纵稳定性能。 首先,应用Catia建立了前麦弗逊悬架三维模型,继而使用Adams/Car建立了该悬架的参数化模型。应用Solidworks建立了拖曳臂扭力梁,并根据柔性体建模的原理,把该梁导入有限元分析软件Ansys中,进行网格划分。再通过MNF模态中性文件导入Adams/Car中,得到了后悬架拖曳臂扭力梁模板,建立了后悬架、转向系、前横向稳定杆和车轮子系统虚拟样机模型,搭建了前悬架和后悬架运动学仿真系统模型。 其次,对前悬架进行运动学仿真分析,从运动学角度验证了模型正确性。根据前悬架的仿真结果,确定出影响汽车操纵稳定性的因素,并借助Adams/Insight模块对前悬架各关键硬点坐标进行设计研究,得到这些硬点坐标对车轮定位参数的影响程度及趋势。利用试验仿真方法采取多目标多因素优化方式,得出了最优的前悬架结构参数,优化了前悬架的运动学特性。 最后,用Adams/Car建立了动力、车身和制动等子系统虚拟样机的模型,并将它们与建立的前后悬架仿真系统虚拟样机模型组装得到整车虚拟样机模型,接着对该模型进行了稳态回转、转向盘转角脉冲、转向盘转角阶跃、蛇行、转向轻便性和转向回正共6项整’车操纵稳定性试验仿真,对试验结果按照国标中规定的方法进行了处理,得到相应评价指标值。并对该轿车的操纵稳定性按照国标进行了评价计分,计分结果表明前悬架优化后较优化前轿车具有更好的操纵稳定性。 本文从汽车操纵稳定性角度出发,研究了前悬架硬点坐标对车轮定位参数的影响程度和趋势,这对今后如何调整麦弗逊悬架硬点参数,选择参数作为设计变量,优化麦弗逊悬架运动学特性,以此提高整车操纵稳定性具有一定的参考价值。


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