汽车悬架优化设计 - 毕业设计论文

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6 7 8 9 10 2.3 proe建立的模型

减振器下端 轮辋 轮胎 A型臂 实验台 Jianzhenqidaduan Lunwang Luntai Axingbi Shiyanban

主视图 侧视图

轴视图

2.4 三维模型的导入

Proe建立的几何模型要导入ADAMS中可以运用两种方法，第一种方法，在proe环境中保存为.Txt形式的副本再在ADAMS中添加各part的各参数，运用这种方法，失真率很大，且失真情况不可以预料，导致很多的part只显示一部分，实体变曲面，而且仿真分析中界面显得相当乱。所以本文没有用该方法。第二种使用接口软件Mech/pro2005 ，Mech/pro2005是衔接adams和proe之间的桥梁，使用者不必退出proe应用环境直接就可以将装

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配好的总成导入到adams软件之中，而且失真率几乎为0，且画面干净。这里就要使用接口软件Mech/pro2005，通过接口软件的导入，ADAMS软件生成麦弗逊悬架物理模型。

第三章 麦弗逊悬架运动仿真

3.1 ADAMS软件简介

ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)软件，是由美国机械动力公司(MDI：Mechanical Dynamics Inc．现已经被MSC公司合并)开发的机械系统动态仿真软件。

ADAMS软件使用交互图形环境和部件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型。其求解器采用多体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。ADAMS仿真可用于估计机械性能、运动范围、碰撞检测、蜂值载荷以及计算有限元的输入载荷等。

ADAMS软件提供了多种可选模块，核心软件包包括交互式图形环境ADAMS／View(图形用户界面模块)、ADAMS／Solver(仿真求解器)和ADAMS／Postprocessor(专用后处理)；此外还有ADAMS／FEA(有限元接口)、ADAMS／Animation(高级动画显示)、ADAMS／IGES(与CAD软件交换几何图形数据)、ADAMS／Control(控制系统接口模块)、ADAMS／Flex(柔性体模块)、ADAMS／Hydraulics(液压系统模块)等许多模块。尤其是ADAMS／CAR(轿车模块)、ADAMS／ENGINE(发动机模块)、ADAMS／TIRE(轮胎模块)等使ADAMS软件在汽车行业中的应用更为广泛。ADAMS软件一方面是机械系统动态仿真软件的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是机械系统仿真分析开发工具，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机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台。在产品开发过程中，工程师通过应用ADAMS软件会收到明显效果：分析时间由数月减少为数日；降低工程设计和测试费用；在产品制造出之前，就可以发现并更正设计错误，完善设计方案；在产品开发过程中，减少所需的物理样机数量；当进行物理样机测试有危险、费时和成本高时，可利用虚拟样机进行分析和仿真；缩短产品的开发周期。用户使用ADAMS软件，可以自动生成包括机、电、液一体化在内的任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型。ADAMS软件能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断整个阶段、全方位、高精度的仿真计算分析，从而达到缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量的目的。

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由于ADAMS软件具有通用、精确的仿真功能，方便、友好的用户界面和强大的图形动画显示能力，所以该软件已在全世界数以千计的著名大公司中得到成功的应用。

另外，使用ADAMS建立虚拟样机非常容易。通过交互的图形界面和丰富的仿真单元库，用户快速地建立系统的模型。ADAMS软件与先进的CAD软件(CATIA、UG、PRo／E)以及CAE软件(NASTRAN、ANSYS)可以通过计算机图形交换格式文件相互交换以保持数据的一致性。ADAMS软件支持并行工程环境，节省大量的时间和经费。利用ADAMS软件建立参数化模型可以进行设计研究、试验设计和优化分析，为系统参数优化提供了一种高效开发工具。 3.2 悬架物理模型

对在proe中建立的模型必须做一部分的简化

（1）悬架各部分均被认为是刚体，在运动过程中不发生变形，悬架各部分

除了轮胎外都被认为是铁质的。（在本研究中物体的材质对实验结果实际并无影响）

（2）不考虑物体之间连接处的间隙。

（3）不考虑橡胶垫和橡胶衬套带来的影响。 （4）不考虑运动副之间的摩擦力。 （5）车身相对于地面静止。 3.3 部件之间运动副的建立

各连接处的约束副如下表 序号 连接位置 约束类型 1 车身—减振器上端 球铰 2 减振器上端—减振器下端 圆柱副 3 减振器下端—转向节 固定副 4 转向节—轮辋 转动副 5 轮辋—轮胎 固定副 6 转向节—球销1 固定副 7 球销1—转向拉杆 球铰 8 转向拉杆—车身 球铰 9 转向节—球销2 固定副 10 球销2—A型臂 球铰 11 A型臂—车身 转动副 12 轮胎—试验台 点面约束副 13 试验台—地面 圆柱副 3.4 驱动副的添加 本文在此仅就车轮垂直跳动时麦弗逊悬架的运动学特性进行仿真分析，测试台施加一个驱动约束，其方程为：S=50*sin(360d*time)，如图所示。从图中可以看出，车轮的跳动的行程为±50mm，其中，正值表示车轮上跳，负值表示车轮下落。

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