基于ADAMS的汽车悬架系统结构优化仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com铷l訇似基于ADAMS的汽车悬架系统结构优化仿真SructuraloptimationandsimulationaboutsuspensionbasedonA队MS吴志先，孙跃东WUZhi-xian．SUNYue—dong(上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：应用ADAMS／car软件建立某轿车的双横臂独立前悬架，对影响汽车操纵稳定性的前轮定位参数进行双轮同向跳动仿真。应用ADAMs／InsIght模块，以车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角和前束角为设计目标对悬架的结构关键点进行优化分析。优化目标为：使前轮定位参数在车合

2、理的范围内，从而使悬架的运动特性更符合理想设计值。关键词：ADAMS；悬架；结构优化；仿真中图分类号：U461文献标识码：A文章编号：1009—0134(2012)05(下)一0084—03Doi：10．3969／J．1ssn．1009-0134．2012．5(下)．240引言点坐标通过相关装配图纸得到。悬架是现代汽车上的重要总成，它把车架与1．2建立零件车轴弹性地连接起来。其主要任务是在车轮与车在模板模式下建立零件、选择参考类型、参架之间传递所有的力和力矩，缓和由路面不平传考点、零件的质量、质心位置及相对于质心的转给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的动惯量。模型

3、中所用衬套、减震器、扭杆弹簧、振动，控制车轮的运动规律，以保证汽车具有需横向稳定杆等的力学特性数据由厂家提供。要的平顺性和操纵稳定性u】。车轮的定位参数对1．3定义约束汽车的操纵稳定性、转向性能和轮胎的寿命等有通过约束将各零件连接起来，从而构成子系统重要影响，在行驶过程中，车轮定位参数会随着结构模型。在此模型中，车身部件和大地之间的约车轮相对于车架的运动和车轮受力而发生变化。束为固定副。下臂和转向节之间的约束为球绞，下ADAMS是目前世界上应用最广泛的多体系臂和车身部件之间添加两个衬套力。上臂和转向节统仿真分析软件，应用它可以方便地建立参数化之间的约束为球绞，上臂和车身

4、部件之间添加两个的实体模型，并采用多体动力学原理进行仿真。衬套力。上支柱和车身之间的约束为虎克绞，下支ADAMS／car是一种基于模板的建模和仿真工具，柱和下臂之间的约束为球绞。上下支柱之间的约束大大加速和简化了建模的步骤。只需要在模板中为移动副。横向拉杆和转向拉杆之间的约束为虎克输入必要的数据，就可以快速建造悬架高精度虚绞，横向拉杆和转向节之间的约束为球绞[5】。拟样机，并进行仿真。ADAMS／Insight可以用来进检查模型的拓扑结构关系，最后完成的模型行单目标或多目标优化，其本质在多个设计参数如图1所示：的不同组合中优化目标。本文利用这一工具对某车型前悬架结构关键

5、点进行大量的优化，减小了定位参数在悬架相对于车架运动过程中的变化，从而使各参数保持在理想值范围内。1建立悬架多体动力学模型1．1建立硬点由于悬架的对称结构，所以只需建立左半边的模型即可。首先定义系统模型的绝对坐标，然后建立左半边悬架的硬点坐标。该悬架模型的硬图1双横臂悬架左半边模型收稿日捆：2011-11-28基金项目：上海市研究生创新基金项目作者简介：吴志先(1986一)，男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，研究方向为汽车动力学。I841第34卷第5期2012-5(下)学兔兔www.xuetutu.com务l匐化1．4建立优化目标的响应函数如果前束角过大会引起轮胎的异常磨损

6、。一般在使用ADAMS／Solver的函数测试生成车轮外车轮跳动：-50～50mm时，前束角理想的特征设倾角、主销后倾角、主销内倾角、前束角的测计值为：0。～0．5。。图2显示前束角随着车轮跳试，将测试添加为设计目标，设计目标可以在动行程的变化为：一0．6。～1．2。，变化量为1．8。ADAMS／Insight中进行仿真分析。各定位参数的比理想值稍大。响应函数为J：2．2车轮外倾角1)内倾角的响应函数车轮外倾角是车轮中心平面相对于地面垂直ATAN(DZ(Center,TA_ref)／DX(Center,TA_ref))。线的倾角。预设外倾角的目的是使汽车满载行驶其中Ce

7、nter和TA_ref为确定内倾角的两个标记点。时外倾角接近零，从而使轮胎磨损均匀。但是外2)车轮外倾角的响应函数倾角不宜过大，否则会使汽车的直线行驶能力变ATAN(DY(Center,TA_ref)／DX(Center，TA_ref))。差。一般车轮跳动为：一50~50mm时，外倾角的变其中Center和TA3ef为确定车轮外倾角的两个标化为：一2。～0．5。。由图2显示车轮外倾角的变记点。化范围为一1．72。～2．4。，车轮跳动为一50mm时，3)主销后倾角的响应函数外倾角过大。ATAN(DZ(Lower_Arm．MAR—7,uppe