adams的麦弗逊式汽车前悬架的优化设计
摘 要汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架（或车身）与车轴（或车轮）之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。本次毕业设计的主要任务是完成某汽车前悬架的优化设计，该车前悬架采用的是麦弗逊独立悬架。论文首先介绍了独立悬架的类型及麦弗逊独立悬架的结构与运动特点，然后借助ADAMS软件中CAR模块对该车的麦弗逊式独立前悬架进行建模、仿真和优化设计，对优化前后的前轮定位参数（前轮外倾、主销内倾、主销后倾、前轮前束）及前轮距进行对比分析，确定了最终的优化方案。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外悬架系统的研究现状 1
1.3 课题研究的内容 2
第二章 汽车悬架系统的构造研究及选用 3
2.1悬架系统的组成与功用 3
2.2悬架系统的分类 3
第三章 麦弗逊式独立悬架的结构和运动分析 5
3.1麦弗逊式独立悬架的结构 5
3.2麦弗逊式独立悬架的工作特点 5
3.3汽车前悬架的运动能力分析 6
第四章 汽车前悬架的建模与分析 8
4.1虚拟样机的介绍 8
4.1.1ADAMS软件CAR模块的介绍 8
4.2ADAMS的CAR模块的建模过程 9
4.2.1麦弗逊式前悬架建模 9
4.3前悬架建模硬点坐标的输入 14
第五章 麦弗逊式独立悬架的优化设计 18
5.1硬点数据的优化调整 18
5.2麦弗逊式悬架优化前后的对比 18
5.3本章小结 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
近几年，中国汽车的生产和销售不断上升，2002年以后，汽车行业发展迅速，轿车的需求也开始大量增长，推动了中国汽车行业的发展。统计数据表明，2010年前11个月，中国汽车产销量分别达到164
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
0.01万辆和1639.54万辆，同比增长33.71%和34.05%，完全超越了2009年全年。因为优惠政策的，汽车销售在岁末出现了一轮高潮，预计汽车产销将双双达到1800万辆，同比增长32%。中国汽车市场已毫无疑问地成为世界上最大的汽车销售市场，并且超过美国历史上汽车年销售的最高水平。国外各种汽车品牌都进入了中国，占据中国汽车市场，国内汽车厂家去忙于追求利润，忽略了自己开发的能力，导致处于被动地位。使我们要警惕起来，要有自己的自主权，研发自己独有的技术。汽车通常由车身，底盘以及发动机构成，悬架系统在汽车底盘中是很关键的零件。
国内外汽车竞争的激烈，使轿车的安全性、平顺性和舒适性越来越受关注。汽车的悬架对整车的操纵稳定性和行驶平顺性有很大的影响。所以我们采用不同途径或手段对悬架进行开发和研究。汽车悬架对其平顺性的影响很大,汽车速度的增加,使得汽车的操控稳定性的变化也越大了。因此很多汽车在发展过程中都开始着重考虑汽车驾驶舒服性和控制稳定性来满足人们的需要。对汽车的悬架结构进行优化设计使汽车的操控稳定性和平稳性更好，是如今汽车悬架设计中的首先需要解决的问题。
1.2 国内外悬架系统的研究现状
车辆在不同的行驶工况的适应程度不同，根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化，将悬架分为以下四种：被动悬架系统、半被动悬架、半主动悬架系统以及主动悬架系统。汽车的广泛使用，人们对悬架的研究更复杂，随后气体弹簧、扭杆弹簧、钢板弹簧之类的弹性元件都出现了。在1934年，全球首个螺旋弹簧构成的被动悬架研制出来。被动悬架的参数在行驶中保持不变，导致它很难适应各种复杂的路况，减震效果也不好。被动悬架大多被用在中低档次的桥车，现今的桥车的前悬架都使用装备了横向稳定器的麦弗逊式独立前悬架。例如，桑塔纳、夏利等车。传统的悬架一般为被动悬架。因为生活条件的改善，使得群众对汽车舒适性的也有了更高的标准，传统汽车悬架的系统无法满足人们的要求。随着道路的路况变得更好，车速也变得更高。被动悬架的缺陷都体现出来了，因此人们开发了主动悬架包含了舒适性和操作稳定性的性能。GM公司Erspiel.labrosse先生1954年在设计悬架过程中首次提出主动悬架的构想。随后经过后人的研究和探索进行了修正。1973年，D.A.Crosby等人首次提出半主动的悬架构想，在福特的雷鸟TURBO等车进行了试用。20世纪80年代，世界上 的著名汽车公司和生产厂商都在研制开发主动悬架，装有主动悬架的汽车的特点是乘坐非常舒适，但是具有能耗高，结构复杂等问题。
介于不同的因素，在我国，极大部分汽车使用的悬架是被动悬架。在对于半主动与主动悬架的研究方向不如其他国家的起步早，与其他国家的之间水平相差比较大。在20世界90年代也仅仅用于少量的豪华桥车上。只有很少的一些研究机构对它进行研究开发。由于汽车操纵稳定性和舒适性的要求，具有安全、智能的汽车悬架会是今后汽车发展的主要趋势。
1.3 课题研究的内容
本课题重点研究用于汽车前悬架的麦弗逊式独立悬架，利用ADAMS软件对汽车的麦弗逊独立前悬架系统进行优化设计。具体内容如下：
通过阅读相关文献，掌握汽车悬架系统的组成、作用和设计要求，对几种不同的独立悬架进行比较和分析，尤其对麦弗逊式独立悬架进行分析；
熟悉了解ADAMS软件CAR模块，从而可以对汽车地悬架建模、仿真以及进行优化设计；
（3）测量样车的前悬架的硬点，得到麦弗逊式独立悬建模所需要的硬点坐标；
（4）通过Adams/CAR模块导出的麦弗逊独立悬架并进行优化设计，转向轮的定位参数在优化后变化与优化之前对比的分析。想出改善优化的方案。
第二章 汽车悬架系统的构造研究及选用
2.1悬架系统的组成与功用
汽车悬架是其中非常重要的零件，悬架是连接汽车车架和车桥（车轮）间的传力装置的总称，它把车身、车架和车轮连接在一起，形成了一个连接系统，麦佛逊式悬架典型的悬架结构是包含了弹性元件、导向机构以及减震器等零件，有的还装了横向稳定杆和缓冲块等。如图21所示
图21 悬架的组成
（1）弹性元件：有弹簧、橡胶缓冲块来承受和传递载荷,减轻并尽可能消除路面的变化使得汽车的不平稳.弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧以及橡胶弹簧等。
（2）减震器：是迅速衰减汽车的振动，使汽车行驶平顺，增强地面的附着力。同时，减振器也可以使得车身部分的动载荷降低,让汽车的使用时间得以延长。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外悬架系统的研究现状 1
1.3 课题研究的内容 2
第二章 汽车悬架系统的构造研究及选用 3
2.1悬架系统的组成与功用 3
2.2悬架系统的分类 3
第三章 麦弗逊式独立悬架的结构和运动分析 5
3.1麦弗逊式独立悬架的结构 5
3.2麦弗逊式独立悬架的工作特点 5
3.3汽车前悬架的运动能力分析 6
第四章 汽车前悬架的建模与分析 8
4.1虚拟样机的介绍 8
4.1.1ADAMS软件CAR模块的介绍 8
4.2ADAMS的CAR模块的建模过程 9
4.2.1麦弗逊式前悬架建模 9
4.3前悬架建模硬点坐标的输入 14
第五章 麦弗逊式独立悬架的优化设计 18
5.1硬点数据的优化调整 18
5.2麦弗逊式悬架优化前后的对比 18
5.3本章小结 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
近几年，中国汽车的生产和销售不断上升，2002年以后，汽车行业发展迅速，轿车的需求也开始大量增长，推动了中国汽车行业的发展。统计数据表明，2010年前11个月，中国汽车产销量分别达到164
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
0.01万辆和1639.54万辆，同比增长33.71%和34.05%，完全超越了2009年全年。因为优惠政策的，汽车销售在岁末出现了一轮高潮，预计汽车产销将双双达到1800万辆，同比增长32%。中国汽车市场已毫无疑问地成为世界上最大的汽车销售市场，并且超过美国历史上汽车年销售的最高水平。国外各种汽车品牌都进入了中国，占据中国汽车市场，国内汽车厂家去忙于追求利润，忽略了自己开发的能力，导致处于被动地位。使我们要警惕起来，要有自己的自主权，研发自己独有的技术。汽车通常由车身，底盘以及发动机构成，悬架系统在汽车底盘中是很关键的零件。
国内外汽车竞争的激烈，使轿车的安全性、平顺性和舒适性越来越受关注。汽车的悬架对整车的操纵稳定性和行驶平顺性有很大的影响。所以我们采用不同途径或手段对悬架进行开发和研究。汽车悬架对其平顺性的影响很大,汽车速度的增加,使得汽车的操控稳定性的变化也越大了。因此很多汽车在发展过程中都开始着重考虑汽车驾驶舒服性和控制稳定性来满足人们的需要。对汽车的悬架结构进行优化设计使汽车的操控稳定性和平稳性更好，是如今汽车悬架设计中的首先需要解决的问题。
1.2 国内外悬架系统的研究现状
车辆在不同的行驶工况的适应程度不同，根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化，将悬架分为以下四种：被动悬架系统、半被动悬架、半主动悬架系统以及主动悬架系统。汽车的广泛使用，人们对悬架的研究更复杂，随后气体弹簧、扭杆弹簧、钢板弹簧之类的弹性元件都出现了。在1934年，全球首个螺旋弹簧构成的被动悬架研制出来。被动悬架的参数在行驶中保持不变，导致它很难适应各种复杂的路况，减震效果也不好。被动悬架大多被用在中低档次的桥车，现今的桥车的前悬架都使用装备了横向稳定器的麦弗逊式独立前悬架。例如，桑塔纳、夏利等车。传统的悬架一般为被动悬架。因为生活条件的改善，使得群众对汽车舒适性的也有了更高的标准，传统汽车悬架的系统无法满足人们的要求。随着道路的路况变得更好，车速也变得更高。被动悬架的缺陷都体现出来了，因此人们开发了主动悬架包含了舒适性和操作稳定性的性能。GM公司Erspiel.labrosse先生1954年在设计悬架过程中首次提出主动悬架的构想。随后经过后人的研究和探索进行了修正。1973年，D.A.Crosby等人首次提出半主动的悬架构想，在福特的雷鸟TURBO等车进行了试用。20世纪80年代，世界上 的著名汽车公司和生产厂商都在研制开发主动悬架，装有主动悬架的汽车的特点是乘坐非常舒适，但是具有能耗高，结构复杂等问题。
介于不同的因素，在我国，极大部分汽车使用的悬架是被动悬架。在对于半主动与主动悬架的研究方向不如其他国家的起步早，与其他国家的之间水平相差比较大。在20世界90年代也仅仅用于少量的豪华桥车上。只有很少的一些研究机构对它进行研究开发。由于汽车操纵稳定性和舒适性的要求，具有安全、智能的汽车悬架会是今后汽车发展的主要趋势。
1.3 课题研究的内容
本课题重点研究用于汽车前悬架的麦弗逊式独立悬架，利用ADAMS软件对汽车的麦弗逊独立前悬架系统进行优化设计。具体内容如下：
通过阅读相关文献，掌握汽车悬架系统的组成、作用和设计要求，对几种不同的独立悬架进行比较和分析，尤其对麦弗逊式独立悬架进行分析；
熟悉了解ADAMS软件CAR模块，从而可以对汽车地悬架建模、仿真以及进行优化设计；
（3）测量样车的前悬架的硬点，得到麦弗逊式独立悬建模所需要的硬点坐标；
（4）通过Adams/CAR模块导出的麦弗逊独立悬架并进行优化设计，转向轮的定位参数在优化后变化与优化之前对比的分析。想出改善优化的方案。
第二章 汽车悬架系统的构造研究及选用
2.1悬架系统的组成与功用
汽车悬架是其中非常重要的零件，悬架是连接汽车车架和车桥（车轮）间的传力装置的总称，它把车身、车架和车轮连接在一起，形成了一个连接系统，麦佛逊式悬架典型的悬架结构是包含了弹性元件、导向机构以及减震器等零件，有的还装了横向稳定杆和缓冲块等。如图21所示
图21 悬架的组成
（1）弹性元件：有弹簧、橡胶缓冲块来承受和传递载荷,减轻并尽可能消除路面的变化使得汽车的不平稳.弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧以及橡胶弹簧等。
（2）减震器：是迅速衰减汽车的振动，使汽车行驶平顺，增强地面的附着力。同时，减振器也可以使得车身部分的动载荷降低,让汽车的使用时间得以延长。
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