轿车横向稳定杆的分析与优化(附件)【字数：8487】
摘 要在汽车启动过程中，横向稳定杆起到保持平衡的作用。汽车行驶的安全、是否平稳和舒适都受到横向稳定杆的影响。在汽车行驶过程中，横向稳定杆主要受倒疲劳影响，影响的很明显，这些影响因素给研究带来了很大困扰，但同样的，也为研究提供了基础资料，在此基础上，才能够设计出最佳性能的稳定杆，第一步是要找到疲劳断裂危险截面，然后对此截面进行详细分析，然后按照理论计算方法结合实际情况大概确定稳定杆的强度小，再进行疲劳寿命的计算。学习了解疲劳设计的方法，先建立三维模型，将模型导入有限元软件中，对其进行进一步的分析，将分析的结果整理出来，与上述理论计算得到的结果进行细致对比，对比结果得出结论，找到合适的稳定杆直径、材料、厚度、规格型号[1]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2现代车辆悬架简介 1
1.2.1车辆悬架分类 1
1.2.2国外悬架发展情况 2
1.2.3国内悬架发展情况 2
1.3麦弗逊悬架横向稳定杆 3
第二章 麦弗逊悬架结构分析与建模简介 4
2.1麦弗逊悬架的结构分析 4
2.1.1麦弗逊悬架的简化和假设 4
2.1.2麦弗逊悬架的运动学分析模型 4
2.2建模思路及相关软件 5
第三章 横向稳定杆动力学模型 6
3.1前言 6
3.2横向稳定杆模型简化 6
3.3横向稳定杆侧倾角刚度理论计算 6
第四章 基于ANSYS的汽车横向稳定杆疲劳分析 10
4.1ANSYS有限元分析软件疲劳分析的理论基础 10
4.2基于ANSYS的横向稳定杆疲劳分析 11
4.2.1有限元模型的建立 11
4.2.2几何参数及几何模型的确立 11
4.2.3静力分析 12
4.2.4疲劳分析 13
4.3结论 14
第五章 横向稳定杆的结构优化 15
5.1尺寸优化 15
5.2结论 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
附录 20
第一章 绪论
1.1引言
汽车工业经过多年发展，规模已经相对成熟了，衡量一个国家汽车工业发展水平的标准就是首先要具有能够独立自主进行产品开发设计的能力。
随着社会的发展进步，人们的生活水平越来越好，在此基础上，汽车的性能按照人们的要求也越来越丰富。其中汽车底盘性能的好坏直接影响到消费者购买的欲望，而汽车底盘的性能在很大程度上一般取决于悬架系统的稳定。为了让汽车能够拥有良好舒适的整车性能，必须要配备合适、优良性能的悬架系统[2]。
车身结构形式、整车重量、轮距、轴荷、轴距都有很多不同的规格型号，大多数汽车企业并不了解，缺乏专业人才，这也就导致很多企业从国外聘请汽车方面的专家和技术人才，当然，这也从另一方面带动了汽车产业的发展。所以,为了保证能够设计出拥有可靠性能的稳定杆,需要设计合适的模型，进行大量的精确的力学与物理学理论计算，在一定程度上对汽车质量问题进行改善,唯有这样，才能赢得消费者的青睐。
1.2现代车辆悬架简介
1.2.1车辆悬架分类
汽车悬架大概有独立悬架和非独立悬架之分，至今为止，被动悬架仍被广泛使用，但是难以推广，因为成本较高。如下图11（a）所示，为非独立悬架。如图11（b）所示，为独立悬架[3]。
/
（a）非独立悬架
/
（b）独立悬架
图11 汽车独立悬架和非独立悬架的结构简图
如图12所示为麦弗逊悬架系统，这种悬架比较经典，被使用的也最多，也是本文讲述的重点[4]。
/
1螺旋弹簧、2减震器、3驱动半轴、4转向节、5横摆臂、6横向稳定杆
图12 麦弗逊悬架
1.2.2国外悬架发展情况
从上个世纪90年代到现在，电子计算机技术、信息技术以及CAD/CAE/CAM技术等技术不断完善成熟，这些技术慢慢被用在汽车行业中，在很大程度上提高了设计开发汽车产品的水平，极大地减少了新车型的开发周期。
《Vehicle driving performance》和《Motor vehicle movement and manipulation》，分别由英国汽车设计师措莫托所著和美国著名设计师约翰森德林所著，这两本书详细的介绍了汽车悬架系统，有助于研究悬架运动学，在研究汽车操纵稳定性和行驶性能方面有很大的作用[5]。
法国汽车设计师约翰C.地宏写了一本书，叫做《Suspension Geometry and Computation》，这本书详细的介绍了汽车悬架发展历史以及现状，说明了路面对悬架的影响，讨论了轮胎变形对悬架的影响，对悬架系统各种运动特性理论进行了深入的研究[6]。
1.2.3国内悬架发展情况
从上世纪80年代起，我国就对悬架开始进行研究了，在九十年代取得了一些成果。
北京大学的一位教授写了一本叫做《汽车设计》的书，这本书详细的论述了汽车悬架的设计原理，运用严格的公式进行计算，依照从上到下的顺序对悬架的主要参数的设计原理进行介绍[7]，重点说明设计不同结构的悬架时依照不同的方法。
浙江大学车辆系的一位学者写了一本叫做《Automotive System Dynamics》的书，这本书讲述了关于悬架系统的驱动动力学，其中包含了运动系统方法和现代控制理论方法，进行了一些研究[8]。
1.3麦弗逊悬架横向稳定杆
如下图13所示，在汽车转个弯道时，又或者遇到阻力难以行驶时，此时稳定杆会给车辆快速施加反侧倾力矩，此时稳定杆的作用就是增加低速敏捷性，进一步提高高速稳定性，从而减小转向不足，带动侧倾角减小，一定程度上增加乘坐的舒适性。横向稳定杆安装位置，如图12中的标号5[9]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2现代车辆悬架简介 1
1.2.1车辆悬架分类 1
1.2.2国外悬架发展情况 2
1.2.3国内悬架发展情况 2
1.3麦弗逊悬架横向稳定杆 3
第二章 麦弗逊悬架结构分析与建模简介 4
2.1麦弗逊悬架的结构分析 4
2.1.1麦弗逊悬架的简化和假设 4
2.1.2麦弗逊悬架的运动学分析模型 4
2.2建模思路及相关软件 5
第三章 横向稳定杆动力学模型 6
3.1前言 6
3.2横向稳定杆模型简化 6
3.3横向稳定杆侧倾角刚度理论计算 6
第四章 基于ANSYS的汽车横向稳定杆疲劳分析 10
4.1ANSYS有限元分析软件疲劳分析的理论基础 10
4.2基于ANSYS的横向稳定杆疲劳分析 11
4.2.1有限元模型的建立 11
4.2.2几何参数及几何模型的确立 11
4.2.3静力分析 12
4.2.4疲劳分析 13
4.3结论 14
第五章 横向稳定杆的结构优化 15
5.1尺寸优化 15
5.2结论 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
附录 20
第一章 绪论
1.1引言
汽车工业经过多年发展，规模已经相对成熟了，衡量一个国家汽车工业发展水平的标准就是首先要具有能够独立自主进行产品开发设计的能力。
随着社会的发展进步，人们的生活水平越来越好，在此基础上，汽车的性能按照人们的要求也越来越丰富。其中汽车底盘性能的好坏直接影响到消费者购买的欲望，而汽车底盘的性能在很大程度上一般取决于悬架系统的稳定。为了让汽车能够拥有良好舒适的整车性能，必须要配备合适、优良性能的悬架系统[2]。
车身结构形式、整车重量、轮距、轴荷、轴距都有很多不同的规格型号，大多数汽车企业并不了解，缺乏专业人才，这也就导致很多企业从国外聘请汽车方面的专家和技术人才，当然，这也从另一方面带动了汽车产业的发展。所以,为了保证能够设计出拥有可靠性能的稳定杆,需要设计合适的模型，进行大量的精确的力学与物理学理论计算，在一定程度上对汽车质量问题进行改善,唯有这样，才能赢得消费者的青睐。
1.2现代车辆悬架简介
1.2.1车辆悬架分类
汽车悬架大概有独立悬架和非独立悬架之分，至今为止，被动悬架仍被广泛使用，但是难以推广，因为成本较高。如下图11（a）所示，为非独立悬架。如图11（b）所示，为独立悬架[3]。
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（a）非独立悬架
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（b）独立悬架
图11 汽车独立悬架和非独立悬架的结构简图
如图12所示为麦弗逊悬架系统，这种悬架比较经典，被使用的也最多，也是本文讲述的重点[4]。
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1螺旋弹簧、2减震器、3驱动半轴、4转向节、5横摆臂、6横向稳定杆
图12 麦弗逊悬架
1.2.2国外悬架发展情况
从上个世纪90年代到现在，电子计算机技术、信息技术以及CAD/CAE/CAM技术等技术不断完善成熟，这些技术慢慢被用在汽车行业中，在很大程度上提高了设计开发汽车产品的水平，极大地减少了新车型的开发周期。
《Vehicle driving performance》和《Motor vehicle movement and manipulation》，分别由英国汽车设计师措莫托所著和美国著名设计师约翰森德林所著，这两本书详细的介绍了汽车悬架系统，有助于研究悬架运动学，在研究汽车操纵稳定性和行驶性能方面有很大的作用[5]。
法国汽车设计师约翰C.地宏写了一本书，叫做《Suspension Geometry and Computation》，这本书详细的介绍了汽车悬架发展历史以及现状，说明了路面对悬架的影响，讨论了轮胎变形对悬架的影响，对悬架系统各种运动特性理论进行了深入的研究[6]。
1.2.3国内悬架发展情况
从上世纪80年代起，我国就对悬架开始进行研究了，在九十年代取得了一些成果。
北京大学的一位教授写了一本叫做《汽车设计》的书，这本书详细的论述了汽车悬架的设计原理，运用严格的公式进行计算，依照从上到下的顺序对悬架的主要参数的设计原理进行介绍[7]，重点说明设计不同结构的悬架时依照不同的方法。
浙江大学车辆系的一位学者写了一本叫做《Automotive System Dynamics》的书，这本书讲述了关于悬架系统的驱动动力学，其中包含了运动系统方法和现代控制理论方法，进行了一些研究[8]。
1.3麦弗逊悬架横向稳定杆
如下图13所示，在汽车转个弯道时，又或者遇到阻力难以行驶时，此时稳定杆会给车辆快速施加反侧倾力矩，此时稳定杆的作用就是增加低速敏捷性，进一步提高高速稳定性，从而减小转向不足，带动侧倾角减小，一定程度上增加乘坐的舒适性。横向稳定杆安装位置，如图12中的标号5[9]。
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