基于ADAMS的BSC赛车前轮前束角的优化设计

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基于 ADAMS 遗传算法的汽车转向系统优化仿真

基于 ADAMS 遗传算法的汽车转向系统优化仿真刘竞一【摘要】为得到良好的整车操纵稳定性，提出了一种使转向系统设计在初始阶段得到与整车匹配较好的转向力特性的方法。

该方法为逆向设计，基于某实车车型，建立一个ADAMS整车模型。

为使该车型的转向系统设计能够达到或接近BM （ Benchmark，竞争车型或参考样车）水平，应用ADAMS／Optimus软件的遗传算法优化转向系统的结构参数。

对转向系统结构参数进行灵敏度分析，根据灵敏度的分析结果，对转向系统的硬点进行优化。

通过仿真及试验进行验证，得到了与整车匹配较好的力特性和操纵稳定性能。

%To achieve good control stability of a vehicle, a type of method is presented that matches well the steering characteristics at the initial stage of steering system design.The method is a reversal design which builds an ADAMS automobile model according to a real vehicle model.For its character to be close to the benchmark, the effects of design parameters of steering system on vehicle control stability are analyzed, the steering system performance parameters and the configuration parameters of steering system are optimized by means of optimiza-tion genetic algorithm of ADAMS/Optimus software.The hard points of steering system are optimized according to the results of the sensitivity analysis of steering system structure parameters.The model is verified by simulation and testing, and the purpose of matching well with vehicle force characteristics and control stability is achieved.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】7页(P540-546)【关键词】转向系统;整车模型;遗传算法;仿真;操稳性【作者】刘竞一【作者单位】重庆电子工程职业学院汽车工程学院，重庆401331【正文语种】中文【中图分类】U463.41转向系统是现代汽车上重要的总成之一，转向性能的优劣关系到整车操稳性、舒适型、轻便性等重要特性［1］.目前，我国汽车企业在车型开发的过程中，汽车零部件的开发并不能很好地满足整车性能要求.因此，在汽车转向系统设计时，大都是根据整车计算结果和经验来确定其性能参数，直至实车的K＆C(Kinematic＆Compliance运动学和柔性特性)试验验证，往往要进行多次改动，才能满足设计目标值.这样，由于前期匹配环节的局限性，外协零部件厂家不得不提供多个试验样件，使主机厂在可供搭载的试验车资源上不断地换件验证，耗费大量的人力、物力和财力.目前在整车动力学的研究中，主要对汽车悬架系统进行仿真和分析，针对汽车转向系统的动力学分析不多，与实车的K＆C试验结合来调整转向系统性能参数则更少.这样，转向系统只是作为悬架系统的一部分，对其中的个别参数进行调整.但是，转向系统性能参数较多，例如转向力特性曲线、转向间隙、转向特性等，对整车的操纵性、安全性有着较为重要的影响.因此，有必要针对转向系统，结合整车动力学仿真软件进行分析和匹配.为了更好地解决这个问题，使某车型转向系统设计在初始阶段就能得到与整车匹配较好的转向助力特性，文中应用ADAMS/CAR模块建立整车仿真模型，通过ADAMS/Optimus软件的遗传优化算法对转向系统参数进行优化，来得到与整车匹配较好的力特性和操纵稳定性能.最后将仿真结果与实车测试值比较分析，为产品工程师在做零部件开发和转向系统设计时提供一些新思路和新方法.1 汽车系统动力学方程的建立1.1 广义坐标的选取文中在建立各子系统模型时，把零件简化为刚体(弹簧除外)［1］，整车模型由36个刚体构成.每个刚体用6个广义坐标描述［2］，即6个自由度，分别是汽车沿y 轴侧向运动、沿x轴纵向运动、沿z轴的跳动、绕y轴俯仰运动、绕z轴横摆运动和绕x的侧倾运动.1.2 系统动力学方程的建立采用拉格朗日乘子法建立系统运动方程［3］:式中:T为系统能量，T= ［M·v2+I·w2］/2;φ(q，t)=0为完整约束方程;θ(q，q˙，t)=0为非完整约束方程;q为广义坐标列阵;Q为广义力列阵;p为对应于完整的拉格朗日乘子列阵;μ为对应于非完整的拉格朗日乘子列阵;M为质量列阵;v为广义速度列阵;I为转动惯量列阵;w为广义角速度列阵.2 ADAMS动力学仿真模型的建立文中重点考查转向系统的操稳性能，通过整车稳态回转仿真、方向盘阶跃仿真和双移线仿真实现［4］.要得到较为准确的仿真结果，在建立模型时，需要注意4个关键问题:1)建立一个较为完整的ADAMS整车模型，包括前悬架系统、后悬架系统、转向系统、前稳定杆系统、车身系统和前、后轮胎.2)考虑到前悬架子系统模型中的四轮定位参数对转向系统性能的影响，在前悬架子系统模型中输入四轮定位参数的属性文件.3)文中所使用的转向系统为液压助力的形式，在转向子系统模型中输入试验台上调校的转向助力特性参数属性文件.4)由于转向机输入轴内装有扭杆，具有一定的刚度和阻尼，因此转向机与传动轴并非刚性连接，而是扭簧-阻尼器相连.转向机与副车架由两个轴套连接，在建模时可以考虑弹性衬套对转向系统性能的影响，用弹性约束代替刚性约束［5］.这样，调节轴套刚度曲线和扭杆刚度值可实现对转向系刚度的调节.2.1 前悬架子系统模型的建立前悬架子系统由控制臂、上下摆臂、转向节、轮毂、传动轴、减振器、弹簧、前副车架、转向横拉杆构成［6］.控制臂与副车架、副车架与车身、减震器上点与车身，均用轴套连接.轮毂和转向节由旋转铰连接;横拉杆与转向节由球铰连接;传动轴通过等速万向节和滑动铰两运动副与轮毂连接;在减振器活塞与缸筒之间创建滑动铰.创建的前悬架子系统模型如图1所示.图1 前悬架子系统模型Fig.1 Front suspension system model表1 四轮定位参数调整Table 1 Four wheel alignment parameters adjustment 轮胎静态四轮定位参数目标值测试值优化值前轮前束4°-6° 5.86° 5.01°0±10′ 8′ 0前轮外倾角 -25′±10′ -34′ -25′主销后倾角2.2 后悬架子系统模型的建立后悬架子系统由上下连杆、控制臂、后副车架、转向节、轮毂、弹簧、减震器、拖曳臂构成［6］.上下连杆与副车架、拖曳臂与车身均由轴套连接;减震器上点由轴套和虎克铰连接车身，下点由轴套和球铰连接拖曳臂;上、下连杆由等速万向节连接副车架，由球铰连接上、下控制臂;后副车架与车身固定;转向节由旋转铰连接轮毂.创建的后悬架子系统模型如图2所示.图2 后悬架子系统模型Fig.2 Rear suspension system model2.3 稳定杆子系统模型的建立稳定杆子系统由稳定杆和连接杆两个部件构成，在连接杆上端建立虚拟体，与前悬架装配;稳定杆上建立虚拟体，与副车架装配［7］.创建的稳定杆子系统模型如图3所示.图3 稳定杆子系统模型Fig.3 Stabilizer rod system model2.4 车身子系统模型的建立车身模型在原ADAMS/CAR自带模型上做出修改，删除自带模型的片体，重新导入CATIA建立的车身模型.2.5 转向子系统模型建立转向系统模型由方向盘、转向管柱及传动轴、齿轮齿条转向器构成［8］.转向盘与车身用转动副相连;转向轴与车身用圆柱副相连;转向管柱和传动轴用万向节相连.转向机与传动轴以扭簧-阻尼器相连［9］.转向机与副车架由两个轴套连接.创建的转向子系统模型如图4所示.图4 转向子系统模型Fig.4 Steering system model文中参考车型为齿轮齿条式液压助力转向系统，其转向助力特性曲线对应的是油压与输出扭矩的关系，实测如图5所示:图5 参考样车的转向助力特性曲线Fig.5 Power steering system characteristic curve of BM vehicle图5中外侧曲线表示转向过程，内侧曲线表示回正过程.一般情况，常将静特性曲线分为2个区域，其中D区为低速区及原地转向区，C为高速区.D区要求助力力矩大，具有转向轻便性;C区要求助力力矩小，具有良好的转向操纵性能.C区各点的力矩梯度反应的是高速转向时的路感情况;左右各点的迟滞性影响回正性;曲线的对称度影响左右转向手力的一致性.在建立转向系统模型的过程中，为了在低速时转向获得较大的助力，具有较好的轻便性;在高速转向时助力较小，获得更好的“路感”［10］.根据图5建立转向系统模型的转向力特性曲线(图6).表2为特性曲线的主要输入参数.图6 转向系统模型助力特性曲线Fig.6 Power steering system characteristic curve of steering system model表2 转向系统模型助力特性曲线的主要输入参数Table 2 Main input parameters of power steering system characteristic curve of steering system model/Mpa 1 2 3 4 5左扭矩/N·m -2.4 -3.4 -3.8 -4.1 -4.2右扭矩/N·参数输入值液压值m 2.4 3.4 3.8 4.1 4.22.6 子模块装配在仿真模块中打开以上子模型，进行装配.并调入试验台、轮胎模型和发动机模块，修改仿真参数，进行仿真调试.建立的ADAMS整车模型见图7.图7ADAMS整车模型Fig.7 ADAMS vehicle model3 基于ADAMS遗传算法的转向系统模型优化遗传算法模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程，是一种全局优化搜索算法［11］.遗传算法以决策变量的编码为运算对象，直接以目标函数值作为搜索信息，可同时使用多个搜索点的搜索信息，具有较强的鲁棒性，会使参数对搜索效果的影响尽可能低［12］.如汽车直线行驶稳定性、转向轻便性、回正力矩，减少轮胎和转向系零件的磨损等，因此在优化过程中不应改变这些参数的初值.由于Bump Steer曲线表示悬架在运动过程中前束的变化趋势，通过该特性可以判断出车辆在转弯时前、后轮的转向趋势，以便于判断车辆的转向特性.使用ADAMS/optimus软件的遗传优化算法，分析出转向系统模型硬点对Bump steer曲线的灵敏度.根据灵敏度的分析结果，对转向系统的硬点进行优化，使得两者的Bump steer性能曲线相接近.为满足车辆转向性能的要求，以样车的Bump Steer作为目标，对所设计的转向系统结构参数进行调整，使调整后的转向系统前轮定位参数的输出特性曲线与目标样车的曲线能够比较好的吻合，则达到改善转向系统性能的目的.为此，应使被优化模型的Bump Steer曲线尽可能与参考样车试验结果取得的Bump Steer曲线相符合，以此确定优化目标函数.综上所述，确定优化目标函数为:式中:f(x)为优化目标函数;μ为系数，取0.01;qmax，qmin为前轮上、下跳动范围，分别取±20 mm;F1(q)为车轮跳动过程中，参考样车的Bump steer曲线函数;F2(q)为被优化模型的Bump steer曲线函数.由目标函数的定义可知，当目标函数取最小值时，所确定的转向系统结构参数能保证Bump Steer曲线尽可能地与理想曲线相符，从而使所设计转向系统获得较好的性能.确定了优化目标函数后，需要进行参数灵敏度分析，以便找出对目标函数影响较大的结构参数.根据经验，选取的关键点如下:控制臂球铰(lca_outer);转向横拉杆与转向节铰点(tierod_inner);转向横拉杆与齿条铰点(tierod_outer).在悬架系统仿真试验中，把优化目标函数作为响应，把转向系统关键点的x，y，z 坐标作为试验因子，设立合理的的正负偏差.在进行灵敏度分析时，悬架仿真模型考虑了非线性衬套对悬架的影响，以更符合实际情况.使用 ADAMS/Optimus软件的遗传优化算法［11，13-14］，灵敏度的分析结果如图 8 所示.图8 Bump steer对目标的相关度Fig.8 Correlation to target of Bump steer图8中，硬点坐标1～10分别代表横拉杆外点x坐标、横拉杆外点y坐标、横拉杆外点z坐标、摆臂外点z坐标、横拉杆内点y坐标、稳定杆外点x坐标、稳定杆外点y坐标、稳定杆外点z坐标、稳定杆前点x坐标、稳定杆前点z坐标.根据灵敏度的分析结果，转向系统硬点优化方案为:将转向横拉杆的外点Y方向外移35 mm，Z方向下移1.9 mm.转向横拉杆的内点Y方向内移15 mm，Bump stop的空行程增大到75 mm.由此得出Bump steer优化曲线如图9所示.图9 Bump steer曲线Fig.9 Bump steer curve如图9所示，曲线1为优化后结果，曲线2为BM试验测试结果，曲线3为优化前结果.根据仿真结果可以看出，当转向机横拉杆加长时，车辆负前束角减小，增加了车辆的不足转向特性.4 整车仿真及试验验证文中采用某轿车车型，发动机前置前驱;前悬架为麦弗逊悬架，带稳定杆，单横臂，锥台变螺距螺旋弹簧，双向双作用筒式减震器;后悬架为拖曳臂式悬架，双横臂，圆柱等螺距螺旋弹簧，双向筒式减震器;转向系统为齿轮齿条带横拉杆式，液压助力.其整车参数如表3所示.表3 整车参数Table 3 Vehicle parameters项目参数(空载)/kg 1500前、后轴载荷/kg 850，650轴距/mm 2600前、后轮距/mm 1500重心高度/mm 620重心与前、后轴距离/mm 1140，1460质心转动惯量/(kg·mm2)整备质量Ixx 2.26 ×108 Iyy 1.24 ×109 Izz 1.23 ×108在仿真及试验结果中，曲线1为优化后仿真结果;曲线2为K＆C试验台(图10)测试结果(优化后);曲线3为优化前仿真结果.图10 K＆C试验台Fig.10 K＆C test-bed4.1 整车稳态回转仿真汽车沿半径为40 m的圆周进行圆周运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行圆周运动，然后缓慢连续而均匀地加速.提高侧向加速度值并取数据直到不能维持稳态条件时松开方向盘，并保持直线行驶3 s.仿真结果如图11～13所示.图11 方向盘转角-侧向加速度曲线Fig.11 Steering wheel angle-lateral acceleration curve图12 侧倾角-侧向加速度曲线Fig.12 Roll angle-lateral acceleration curve图13 侧偏角-侧向加速度曲线Fig.13 Side slip angle-lateral acceleration curve 表4 整车稳态回转仿真及试验结果Table 4 Steady-state simulation and test results参数优化前优化后试验测试不足转向梯度/(°)·g-1 4.85 4.15 3.97 39.12 45.51 44.20侧倾角梯度/(°)·g-1 4.54 4.01 3.92侧偏角梯度/(°)·g-14.2 方向盘角阶跃仿真给汽车一个转向盘角阶跃输入，汽车的动态特性主要由汽车横摆角速度瞬态响应和汽车侧向加速度瞬态响应来衡量.仿真结果如图14～15所示.图14 侧向加速度-时间曲线Fig.14 Lateral acceleration-time curve图15 侧倾角-时间曲线Fig.15 Roll angle-time curve表5 方向盘阶跃仿真及测试结果Table 5 Steering wheel step simulation and test results参数优化前优化后试验测试侧向加速度-方向盘滞后时间/s 0.58 0.55 0.53侧倾角-方向盘滞后时间/s 0.53 0.42 0.39 4.80 4.39 4.50质心侧偏角梯度/(°)·g-1 2.10 2.20 2.30侧倾角梯度/(°)·g-14.3 整车双移线仿真驾驶员驾驶车辆以90 km/h稳定车速直线行驶，并以不同的转向操作完成试验.仿真结果如下:表6 整车双移线仿真及测试结果Table 6 Double lane change simulation and test results参数优化前优化后试验测试侧倾角均方根值/(°)1.85 1.05 1.43侧偏角均方根值/(°)0.91 1.96 1.77横摆角速度均方根值/(°)·s-2)9.15 7.23 6.56图16 侧向加速度-时间曲线Fig.16 Lateral acceleration-time curve图17 侧倾角-时间曲线Fig.17 Roll angle-time curve5 结论1)整车稳态回转仿真:转向系统参数优化后不足转向梯度增加;侧倾角梯度和侧偏角梯度均减小，车辆的稳态特性变好，不足转向趋势增大.2)方向盘角阶跃仿真:转向系统参数优化后使车辆的瞬态响应稍快，但质心侧偏角梯度增加，稳态响应稍有变差.3)整车双移线仿真:参数优化后车辆的侧倾角均方根、横摆角速度均方根减小，车辆的侧倾稳定性得到了一定的改善，但侧偏角均方根加大，这是由于车辆的不足转向趋势增加所致.4)整车优化后的仿真结果与试验测试值误差较小，模型基本准确，达到了在转向系统设计时，通过参数优化，得到与整车匹配较好的力特性和操纵稳定性能的目的，为产品工程师在做零部件开发和转向系统设计时提供参考，缩短了开发周期，降低了开发成本.参考文献(References)［1］喻凡，林逸.汽车系统动力学［M］.北京:机械工业出版社，2005:61-70. 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Transmission，2013，37(4):102-104.(in Chinese)［10］宋晓琳，李叶松，毛开楠.基于遗传算法和MATLABADAMS的汽车转向节优化计算［J］.湖南大学学报:自然科学版，2010，37(7):32-36.Song Xiaolin，Li Yesong，Mao Kainan.Optimization calculation of the steering knuckle structure of vehicle based on genetic algorithm and MATLAB-ADAMS ［J］.Journal of Hunan University:Natural Science Edition，2010，37(7):32-36.(in Chinese)［11］付江华，史文库，沈志宏.基于遗传算法的汽车动力总成悬架系统优化研究［J］.振动与冲击，2010，29(10):188-190.Fu Jianghua，Shi Wenku，Shen Zhihong.Automobile power assembly of genetic algorithm optimization of suspension system based on［J］.Journal of Vibration and Shock，2010，29(10):188-190.(in Chinese)［12］吴晓君，郑超，路超.基于遗传算法和ADAMS的麦弗逊悬架优化研究［J］.工程设计学报，2012，9(4):275-278.Wu Xiaojun，Deng Chao，Lu Chao.Study on optimization of Mcpherson suspension based on genetic algorithm and ADAMS［J］.Journal of Engineering Design，2012，9(4):275-278.(in Chinese)［13］张建，唐文献，马宝.某轿车白车身试验模态分析［J］.江苏科技大学学报:自然科学版，2012，26(2):146-149.Zhang Jian，Tang Wenxian，Ma Bao，Experimental modal analysis of a car body in white 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基于ADAMS／Insight的FSAE赛车前悬架参数优化分析

束、主销内倾角为优化目标，运用了ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ，采用二水平部分因子实验设计方法，对影响前轮定位参数因素进行灵敏度分析，优化了灵敏度较高的因素。优化后前轮定位参数随轮跳的变化得到了改善，有利于提高
整车的操纵稳定性。
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｒｏｎｔＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＰａｒａｍｅｔｅｒｏｆＦＳＡＥＲａｃｉｎｇＣａｒｗｉｔｈＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ
ａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｓｅｃｏｎｄｌｅｖｅｌｆａｃｔｏｉａｒｌｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｆｒｏｎｔｗｈｅｅｌｐｏｓｉｔｉｏｎ
［关键词］ＦＳＡＥ赛车；ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ；前轮定位参数；优化设计［中图分类号］Ｕ４６１．６；Ｕ４６９．６＋９６［文献标志码］Ａ［文章编号］１６７３ — ３１４２（２０１３）０３ — ０００６ — ０３
第５１卷第３期
Ｖ０ｌ５ｌＮｏ．３
农业装备与车辆工程
ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ

基于ADAMS的燃料电池场地车前悬架建模及仿真

第35卷第8期 2013-08(下) 【65】基于ADAMS的燃料电池场地车前悬架建模及仿真Modeling and simulation of front McPherson suspension of full cellground vehicle based on ADAMS黄明宇，冯小保，厉丹彤，问朋朋，倪红军hUANG Ming-yu, FENG Xiao-bao, Li Dan-tong, WEN Peng-peng, Ni hong-jun（南通大学机械工程学院，南通 226019）摘要：在燃料电池场地车设计中，通过应用ADAMS/CAR模块，建立了前麦弗逊悬架虚拟样机模型，并在样机的基础上，对麦弗逊悬架系统进行了双轮平行跳动仿真，分析了仿真结果，其中主销后倾角和前轮前束角不符合设计要求。

选择了四个硬点的12个坐标值为优化参数，通过ADAMS/INSIGHT模块，对主销后倾角和前轮前束角进行了影响力的迭代运算，得出了12个优化变量对这两个优化目标的影响力大小。

通过调整硬点坐标对虚拟样机进行了优化设计，结果显示，两个目标得到了有效的优化，为该车的前悬架的仿真分析提供了一条有效地途径。

关键词：ADAMS；燃料电池车；麦弗逊悬架；仿真中图分类号：U463.1 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2013)08(下)-0065-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2013.08(下).20收稿日期：2013-04-09基金项目：国家科技支撑计划课题（2011BAG02B10）；南通大学交通运输专项（11ZJ005）；江苏高校优势学科建设工程资助项目；南通市科技计划项目（BK2013029）作者简介：黄明宇（1962 -），男，江苏南通人，教授，主要从事新能源汽车及燃料电池技术方面的研究。

0 引言燃料电池车兼具有纯电动车和燃油汽车的优点，如低噪音、零排放、行驶距离长、加燃料快、效率高、使用可再生能源氢的特点，得到世界各大汽车制造商的重视，正在不断研发中。

基于Adams的FSAE赛车双横臂前悬架建模与优化_孙明浩

A b str a e t: I n or d e r t o im P ro v e t h e h a n d li n g st a b il it y of F SA E r a ei n g ear , a m odelof do ubl e一 w ish b o n e f o nt r
2 ! 悬架运动学仿真分析
2 .1 仿真实验设计在 A dam s /Ca r 中对双横臂前悬架仿真模型进行双轮同向跳动 (P aral lel W h eel T r av el) 仿真试验 , 车轮跳动范围为 : 上 ! 下跳动各 4 0m m " 2. 2 试验结果分析 . 2 .1 外倾角的变化 2
o m di i ed a f c eor d in g t o o P tim i za t io n r e su l ts . T h
江 nsi ght.C oor d ina t e val ues of som e hard P oi nts w ere
e Pa r a ll e l W h e el T rav el sim u l at io n t e st w as d o n e a g ain t o e si m u lati on r e su l ts sh o w h a t t h e t
汽车实用技术设计研究
A U T O M O B I L E A P P L I E D T E C I!N O L O G Y
2 0 1 3 年第 6期
2 0 1 :3 N O. 6
基于 A da m s 的 FS A E 赛车双横臂前悬架建模与优化
孙明浩 (辽宁工业大学汽车与交通工程学院 , 辽宁锦州 12 100 1 ) 摘要 : 为提高 F SA E 赛车的操纵稳定性 , 利用 A d a m s / C ar 建立 F SA E 赛车双横臂前悬架仿真模型 , 通过双轮同向跳动仿真试验 , 分析影响悬架性能的参数值及其变化情况 ; 利用 A d a m s八 s igh n i 对该悬架进行多目标优化设计 , 根据优化结果修改部分硬点的坐标值 ; 再次进行双轮同向跳动仿真试验 , 优化前后的结果对比表明 : 优化后 , 悬架的整体性能得到较大提高 , 有助于整车操纵稳定性的改善 " 关键词 : F S A E 赛车 ; A d a m s ; 双横臂悬架 ; 建模 ; 优化设计中图分类号 : U 4 6 3 .3 3 文献标识码 : A 文章编号 : 16 7 1一 79 8 8 (2 0 13 )0 6 一 16 一 4 0

基于试验设计的前轮定位参数优化设计

基于试验设计的前轮定位参数优化设计王凯强; 王登化【期刊名称】《《汽车实用技术》》【年(卷),期】2019(000)022【总页数】3页(P118-120)【关键词】ADAMS; 麦弗逊悬架; 优化【作者】王凯强; 王登化【作者单位】常州科研试制中心有限公司江苏常州 213023; 江苏省煤矿井下防爆车辆重点实验室江苏常州 213023; 江西机电职业技术学院江西南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】U4621 麦弗逊悬架在ADAMS/Car 中模型的建立本研究对象前悬是采用麦弗逊悬架，如图1 所示主要由减震器总成，转向器总成、副车架总成、下摆臂总成前轮胎和制动器总成组成。

由在ADAMS/CAR 中自带有麦弗逊悬架的模板，通过修改硬点和弹簧、减震器等参数可很快得到需要建的新模型如图1。

2 前轮定位参数对煤矿辅助运输运人车辆操纵稳定性的影响煤矿辅助运输运人车辆的前轮定位角包括主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前轮前束角，是用来保证车轮在底盘上位置的精确而设置的，它们的大小对煤矿辅助运输运人车辆直线行驶的稳定性以及转向的轻便性有很大影响。

同时，前轮定位角对车轮转向后车轮起到自动回正和减少行驶中轮胎和转向机件的磨损。

因此，车轮定位参数对煤矿辅助运输运人车辆的操纵稳定性有很大的影响。

图1 三维建模图及模型当主销后倾角太大的时候，驾驶员需要用较大的力去转动方向盘从而克服稳定力矩，使煤矿辅助运输运人车辆的转向过于沉重；当主销后倾角过小的时候，稳定力矩也会随着减小，煤矿辅助运输运人车辆的行驶将不稳定，方向会发飘，尤其在高速行驶的时候，车轮还会发生偏振的现象；当车轮两端的内倾角不相等时，会使煤矿辅助运输运人车辆在行驶时向主销后倾角较小的一侧跑偏。

当主销内倾角太大的时候，车轮绕主销偏转的时候，轮胎将会受到路面较大的摩擦力，使煤矿辅助运输运人车辆的转向沉重，同时也加剧了轮胎的磨损；当主销内倾角太小的时候，力矩的增加会使煤矿辅助运输运人车辆的转向变得沉重，煤矿辅助运输运人车辆直线行驶的稳定性变差，驾驶员必须时刻注意把握方向盘，加大了驾驶员的精神负担；当车轮两端的内倾角不相等时，会导致左右轮的抗冲击能力不等，使煤矿辅助运输运人车辆在行驶的过程中往内倾角小的一侧跑偏。

基于减少轮胎磨损某SUV前轮前束角与外倾角的匹配优化设计

基于减少轮胎磨损某SUV前轮前束角与外倾角的匹配优化设计作者：李占东唐岚王贤民邵南平李杨来源：《成都工业学院学报》2018年第02期摘要：通过几何关系推出前束角和外倾角与车轮侧滑量的关系，阐述轮胎定位参数影响轮胎磨损的机理，采用Adams/car分析前轮跳动对前束和外倾的变化，并对外倾角和前束角的匹配及悬架结构进行了优化调整，从而减小车轮跳动时外倾角与前束角的匹配误差。

通过对悬架结构硬点优化后，跳动前束梯度为-4.81 deg/m，跳动外倾梯度为-13.71 deg/m，根据外倾角与前束角的匹配关系式得出两者匹配误差得到进一步减小。

通过匹配计算，前束角和外倾角产生的车轮侧偏角在某种程度上可相互抵消，对悬架结构硬点优化可以实现二者更合理地匹配，从而减少轮胎的磨损。

关键词：外倾角；前束角；轮胎磨损；优化中图分类号：U461 文献标志码：A文章编号：2095-5383（2018）02-0001-04Optimization Design of Toe and Camber Front Wheelsof a SUV Reducing Tire WearLI Zhandong， TANG Lan， WANG Xianmin， SHAO Nanping， LI Yang（College of Automobile and Transportation， Xihua University，Chengdu 610039，China）Abstract：In this paper， the relationship between the toe and camber and the side slip amount of the wheel derived through the geometrical relations. The mechanism of the parameters affecting the tire wear described. The Adams/car used to analyze the changes of front wheel bounce to the toe andcamber .The matching of the toe and camber and the suspension structure optimized to reduce the matching error of toe and camber while the wheel is bouncing. After optimizing the hard point of the suspension structure， the toe gradient is -4.81 deg/m， and the camber gradient is -13.71 deg/m. According to the matching relation between the camber and the toe， the matching error is further decreased. Through the matching calculation， the side slip angles generated by the toe and cambercan offset each other to some extent. Optimizing the hard point of the suspension structure can achieve a more reasonable match between， the wear of the tires.Keywords：camber； toe； tire wear； optimization汽车在平直公路上行驶时，正外倾会使轮胎向外侧偏移，正前束会使轮胎向内侧偏移。

基于ADAMS_Chassis的汽车操纵稳定性能仿真分析及优化_陈海军

图２转向盘转角与横向加速度的关系
Vehicle Roll Angle vs. Acc Y 3.0
Vehicle Roll Angle（deg）
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0 - 0.4
-0.3 -0.2 -0.1 -0.0 Lateral Acceleration（g's）
图３转向盘转角与侧倾角的关系
架下控制臂衬套阻尼为原来的十倍。将修改前后两次的
结果进行对比，得出图 6 修改前后转向盘转角与横向加
速度的关系和图 7 修改前后转向盘转角与侧倾角的关
系。图中蓝色虚线是修改模型后的仿真结果，红色实线是
修改模型前的仿真结果。
- 50 . 0
steering Wheel Angle vs. Acc Y
自动化与控制
61
155 . 0
Steering Wheel Angle vs. Acc Y
Steering Wheel Angle（deg）
150 . 0
145 . 0
1ห้องสมุดไป่ตู้0 . 0 - 0.4
— f_car_full_sys_cnrd . req
-0.3 -0.2 -0.1
0.0
Lateral Acceleration（g's）
图７修改前后转向盘转角与侧倾角的关系
从图 6 中可以看出修改模型后随着转向盘转角的变大，车辆的横向加速度逐渐变大的趋势变缓，说明操纵稳定性能得到改善，即在相同转角情况下横向加速度得到减小，按照标准在转向时较小的横向加速度是车辆具有较好操纵稳定性能的必要条件。从结果可以看出优化成功。也可以提出更高的优化目标反复仿真进行优化，最终得到理想的整车性能。当然操纵稳定性能的改善是有多种途径的，如可以加入有控制算法的四轮转向，加入 ESP 等等。这些都可以用 ADAMS 软件进行仿真验证。 4 结论

基于ADAMS的车轮定位参数优化设计

０引言
在我国，许多车型出现了轮胎早期磨损严重、前轮摆振、转向沉重等现象。产生这种现象的主要原因之一是因为在汽车设计过程中，车轮定位参数的选取还处于纯经验阶段，各参数之间的配合关系也没有足够的理论指导，从而导致轮胎受力不均衡，异常磨损严重。因此，本文对车轮定位参数进行全面、系统的分析，研究在车轮跳动过程中，定位参数与轮胎磨损之
４基于轮胎最小侧滑的车轮定位参数优化
主销内倾角越大，越有利于减小轮胎的磨损，但是主销内倾角过大，会使转向发飘，反而增大轮胎的磨损，所以主销内倾角应约束在３°￣１２°的范围内。主销后倾角越大，越有助于保持车辆行驶的方向稳定性，但过大的主销后倾角可能导致不平顺的行驶状况，若在低速，甚至会导致转向前轮产生摆振，因此主销后倾角宜在３°￣６°的范围内。在车轮跳动过程中，车轮外倾角对轮胎的侧滑影响小，但是，外倾角过大，会使轮胎出现偏磨损现象，故车轮外倾角约束在０．５°￣２°的范围内。对于前束角，用公式１限制其取值范围。
本文应用ＡＤＡＭＳ软件建立了汽车前悬架 —转向系统仿真模型。目前国外许多汽车企业都已经大规模应用仿真系统进行汽车的运动学和动力学分析，使设计中的主要问题利用数字化虚拟样机技术在设计初期就得以解决。
前悬架 — 转向系统仿真模型由转向节、车轮、主销、转向节臂、转向横拉杆及测试台等刚体组成，如图１所示。主销用万向节铰与上、下横臂相连，转向节与主销用旋转铰约束，转向横拉杆通过球铰与转向节臂相连。车轮总成和转向节总成通过转动铰链相连。
不宜过小。而随着后倾角的增大，外倾角的变化减小，
所以后倾角应取较大的值（对外倾角的影响不如内倾

基于ADAMS软件轿车前悬架动态模拟与仿真本科生毕业论文精品

第1章绪论1.1 课题的研究目的和意义汽车悬架系统对整车行驶动力学（如操纵稳定性、行驶平顺性等）有举足轻重的影响，是汽车总布置设计、运动校核的重要内容之一，由于汽车悬架系统是比较复杂的空间机构，这些就给运动学、动力学分析带来较大困难。

人们采用不同的途径或手段对其进行分析研究，包括试验、简化成理想约束条件下的机构分析。

过去多用简化条件下的图解法和分析计算法对汽车悬架和转向系统的运动学及动力学性能进行分析计算，用多自由度的质量—阻尼刚体数学模型对汽车行驶状况进行仿真。

所得的结果误差较大，并且费时费力。

随着计算机技术的长足进步，虚拟技术已经成为世界汽车开发设计的应用潮流。

上世纪90年代中期以来，数字化设计与虚拟开发技术的应用在世界范围内得到大力推广，这是基于计算机辅助设计（CAD）、计算机仿真分析、计算机辅助制造（CAM）及虚拟制造、计算机辅助实验及虚拟实验等先进技术的全新的汽车设计开发技术体系和流程。

特别二十世纪八十年代以来这种情况得到了改变，而多体系统动力学的成熟，使汽车动力学的建模与仿真产生了巨大飞跃，特别是ADAMS 软件的成功应用使虚拟样机技术脱颖而出。

基于ADAMS的虚拟样机技术，可把悬架视为是由多个相互连接、彼此能够相对运动的多体运动系统，其运动学及动力学仿真比以往通常用儿个自由度的质量一阻尼刚体（振动）数学模型计算描述更加真实反映悬架特性及其对汽车行驶动力学影响。

在传统悬架系统设计、试验、试制过程中必须边试验边改进，从设计到试制、试验、定型，产品开发成本较高，周期长。

运用虚拟样机技术，结合虚拟设计和虚拟试验，可以大大简化悬架系统设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，提高产品质量和产品的系统性能，获得最优设计产品[1]。

本课题研究的目的和意义就在于对麦弗逊式悬架进行虚拟设计及基于ADAMS的优化分析，在试制前的阶段进行设计和试验仿真，并且提出优化设计的意见，在产品制造出之前，就可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率。

（机械制造及其自动化专业论文）基于ADAMS的车轮定位参数及转向机构优化设计

第四章仿真模型的建立第四章仿真模型的建立根据多刚体系统动力学理论，ＡＤＡＭＳ软件中包含进行机械系统仿真分析所需的各种库。

例如：约束库一将实际机械系统中的运动副进行抽象，包括理想铰链（Ｉｄｅａｌｉｚｅｄｊｏｉｎｔｓ）、原始铰链（Ｊｏｉｎｔｐｒｉｍｉｔｉｖｅｓ）、运动发生器（Ｍｏｔｉｏｎｓｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）、联合铰链（ＡｓｓｏｃｉａｔｉｖｅＣｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）以及二维曲线约束（Ｔｗｏ．－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｕｒｖｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）。

在课题研究中，利用ＡＤＡＭＳ软件提供的构件库、约束库以及力库，建立了用以研究定位参数和转向机构各种性能的烛式悬架一转向机构力学模型，４．１烛式悬架结构及运动特－陛汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种：非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另～侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大在行驶中始终保持贴地状态，轮胎的附着力较强，磨损较均匀。

独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架（或车身）下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。

前轮采用独立式悬挂，可以便发动机的位置降低和前移，整车重心得以下降，提高汽车的行驶稳定性。

但这种悬架构造较复杂，承载力小，同时由于车轮外倾角与轮距变化较大，轮胎磨损较严重。

烛式悬架又称改进的麦弗逊式悬架，如图４－１所示，主销刚性地固定在悬架上，转向节与套筒４连接在一起。

当车轮跳动时，转向节与套筒一起沿主销轴线移动。

这种悬架对于转向轮来说，在恳架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变，因此有卜丰销：２一防层罩；３一车利于汽车的转向操纵和行驶稳定性。

但是侧向力全部由架；４一套筒：５一防层罩：套在主销ｌ上的长套筒４和主销承受，则套筒与主销之６一减振器；７一通气管；间的磨擦阻力大，磨损严重。

BSC赛车转向系统的设计及优化

Vol 49 No. 6Jun.2021第49卷第6期林业机械与木工设备2021 年 6 月FORESTRY MACHINERY & WOODWORKING EQUIPMENT研究与设计BSC 赛车转向系统的设计及优化宁太宇，陈继飞**,刘学渊收稿日期=2020-12-28基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目(202010677164)第一作者简介：宁太宇(1998 -)，男，本科生，主要从事车辆工程方面的研究,E-mail ：3256681098@qq. com 0*通讯作者：陈继飞(1976 -),男，高级实验师，博士，主要研究方向为先进制造技术,E-mail ：cjflOO 可*********。

(西南林业大学机械与交通学院，云南昆明650224)摘要：BSC 大赛成为全国普通高校和职业院校大学生的热点赛事，转向系统是任何车辆都不可或缺的组成部分，其结构优化设计需要充分考虑方向盘、转向器、转向轮的工作情况，满足人们的驾驶体验，要在充分保障驾驶安全的基础上确保车辆具有良好的操控性和舒适性。

使用三维建模软件UG 建立转向系统模型，进一步确定硬点、坐标，在此基础上进入Adams/car 中建立动力学仿真模型，并通过ansys 进行有限元分析，对转向系统做出优化。

通过优化设计转向系统，实际因变角与理论期望值的误差为1.918°,提高了转向精度；角传动比由6. 35： 1变为6： 1,实现对赛车转向灵敏度要求;前轮前束角从-1.48。

变为0.99。

关键词：BSC 赛车；转向系统;有限元分析；Adams/car ；优化设计中图分类号:U463 文献标识码:A文章编号：2095 -2953(2021)06 -0065 -06Design and Optimization of Steering System for BSC Racing CarsNING Tai-yu, CHEN Ji-fei * , LIU Xue-yuan(School of Machinery and Transportation , Southwest Forestry University , Kunming Yunnan 650224,China)Abstract : BSC has become a hot event for college students in general colleges and universities and vocational colle ges across China. In racing , a steering system is an indispensable part of any vehicle. The structural optimization de sign needs to fully consider the working conditions of the steering wheel , steering gear and directive wheels to meetpeople's driving experience. It is required to guarantee the good handling and comfort of vehicles on the basis of fully guaranteeing driving safety. Three - d imensional modeling software UG was used to establish a steering system model , with hard point coordinates further determined , based on which a dynamic simulation model was established in Ad ams/c ar , with finite element analysis performed through Ansys to optimize the steering system. By optimizing the de sign of the steering system , the error between the actual variable angle and the theoretical expected value was 1. 918°‘improving the steering accuracy , the angular transmission ratio changed from 6. 35： 1 to 6： 1, realizing thesteering sensitivity requirements fbrracing cars ；the toe angle of the front wheels changed from - 1. 48° to 0. 99°.Key words ： BSC racing car ； steering system ； finite element analysis ； Adams/car ； optimal design66林业机械与木工设备第49卷中国大学生巴哈大赛(Baja SAE China),简称BSC大赛，是由中国汽车工程学会主办的大学生小型越野车竞赛。

基于adams及ansys的bsc赛车转向系统优化设计

2015年Baja赛事被引入我国，赛事同样采用静态赛、动态赛相结合的方式。转向系统对车辆操控性具有极大的影响，本文从阿克曼转向几何理论出发，运用UG建立实体模型，利用ADAMS 及ANSYS进行运动仿真及优化处理，完善BSC赛车转向系统设计流程。
1 BSC赛车转向系统
1.1 BSC赛车转向系统设计目标 1）在后轮没有差速装置作用下，尽可能减小
关键词转向系统；Baja赛车；仿真分析；阿克曼转向
中图分类号 TH122
文献标志码 A
doi：10.3969/j.issn,1672-4550.2019.05.002
Optimization of a BSC Racing Car s Steering Systeem Based on ADAMS and ANSYS
HAN Xiaoqiang, SHEN Yabin, MA Li and WANG Chao (School of Automotive Engineering t Dalian University of Technology, Dalian 116024, China)
Abstract In recent years, college students continue to develop motor sports. In order to improve the stability of BSC car racing and meet the requirements of structural lightweight, the design goals and design flow of steering system are established according to the racing rules. Hard point coordinates of 3D model in UG are used with Adams / Car module to establish simplified kinetic model. The influence of each system parameter on racing steering is analyzed. The performance parameters of steering system are designed and calculated. The structure of steering system is simplified by ANSYS statistical analysis. Lastly, the optimized results are used in BSC racing design. This paper presents a good reference for the same type of front suspension steering system design, shortens the de sign cycle, and promotes Baja event development.

基于ADAMS的某赛车前悬架杆系优化

基于ADAMS的某赛车前悬架杆系优化向铁明;沈理真【摘要】为减小前轮跳动时前轮定位参数的变化,在ADAMS/Car中建立了某FSAE赛车双横臂独立前悬架和转向系统的多体动力学仿真模型,进行两前轮同向跳动的仿真分析.结果表明,随着前轮上下跳动,前轮定位参数的变化较大,会导致轮胎磨损严重,不利于操作稳定性.为此,利用ADAMS/Insight模块,对双横臂独立悬架的杆系进行了优化.优化前后的仿真结果的对比表明,优化后前轮跳动时前轮定位参数的变化量明显减小.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2014(036)004【总页数】5页(P486-490)【关键词】赛车;前悬架;ADAMS/Car;仿真;优化【作者】向铁明;沈理真【作者单位】厦门理工学院机械工程系,厦门361024;厦门理工学院机械工程系,厦门361024【正文语种】中文前言FSAE赛车是按照美国汽车工程学会(SAE)颁布的比赛规则，由高校学生自主设计制造并参加SAE比赛的汽车。

受时间、财力和物力等的限制，为快速投入到比赛中，FSAE赛车设计制造要求周期短，成本低且性能好。

借助于虚拟样机技术，可以避免设计缺陷，减少测试、调试和实验的时间，降低成本，提高赛车性能。

本文中在ADAMS/Car中建立某FSAE赛车前悬架和转向系统的模型，并进行了仿真分析和优化，优化后的仿真结果表明:前轮跳动时，前轮定位参数的变化量减小，提高了FSAE赛车的性能。

1 前悬架和转向系统建模1.1 多体动力学方程在ADAMS软件中广义坐标的选择直接影响动力学方程的求解速度，因此应选择适当的广义坐标对物体进行描述，对于刚体i，采用质心在惯性参考系中的笛卡尔坐标(x，y，z)和反映刚体方位的欧拉角(ψ，θ，φ)作为广义坐标，如图1所示。

即 q i=［x，y，z，ψ，θ，φ］iT，q=［q1T，q2T，…，q nT］，得出每个刚体是由6个广义坐标量进行描述的。

根据Lagrange乘子法，对多刚体系统进行建模、推导，最后可以得到多刚体系统动力学方程［1－2］为图1 笛卡尔坐标系与欧拉角式中:T为系统动能;q为系统广义坐标列阵;Sq为位移约束列阵;ρ为对应于完整约束的拉氏乘子列阵;V q·为速度约束列阵;μ为对应于非完整约束的拉氏乘子列阵;Q为广义力列阵;φ(q，t)=0为完整约束方程，θ(q，q·，t)=0为非完整约束方程。

基于ADAMS的FSAE赛车前悬架优化设计

基于ADAMS的FSAE赛车前悬架优化设计王行;阳林;彭仁杰;冯勇【摘要】In order to study the handling and stability of Formula SAE racing car better , based on the College Students'Formula SAE racing competition ( Formula SAE racing car ) of a university , it estab-lished the simulation model for the front double wishbone independent suspension system by using the me -chanical system simulation software ADAMS , obtained the variation curve of kingpin inclination angle , caster, camber and toe-in four parameters by simulating and analyzing the wheels'jumping, analyzed the influence of each parameter changes on the handling and stability of Formula SAE racing car , and used In-sight module in ADAMS for themulti-objective optimization of the suspension system'hard point position . The results show that the motion characteristics of front double wishbone independent suspension system are effectively improved , which meets the expected design requirements of the Formula SAE racing car .This study has a certain guiding significance for the designing of the racing car'suspension system .%为更好地研究方程式赛车的操纵稳定性，基于机械系统动力学仿真软件ADAMS对某大学的大学生方程式赛车（ Formula SAE racing car ）的前悬架系统建立仿真模型，并进行运动学仿真分析，得到车轮在跳动时主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角和前轮前束4项参数的变化曲线，分析各参数变化对赛车操纵稳定性的影响，利用ADAMS/Insight模块对悬架的硬点位置进行多目标优化。

基于ADAMS的汽车前悬架动力学仿真及优化

基于ADAMS的汽车前悬架动力学仿真及优化毛南海;宁晓斌;谢伟东【摘要】针对某型轿车麦弗逊前悬架在实际中定位参数变化幅度过大的问题,提出了基于ADAMS/Car的麦弗逊前悬架参数模型.通过对运动学参数、质量特性参数、力学特性参数和外界参数分析,建立了悬架系统仿真精确模型,并选取双侧车轮同向跳动工况进行仿真.同时,分析了车轮上下跳动过程中该悬架定位参数的变化规律以及对悬架性能的影响,得出了该悬架参数的合理性及存在的不足.时此,进行悬架参数优化,解决了实际中存在的缺陷.改善了悬架系统性能.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2010(048)009【总页数】4页(P12-15)【关键词】麦弗逊悬架;ADAMS/Car;定位参数;优化【作者】毛南海;宁晓斌;谢伟东【作者单位】浙江工业大学机械制造及其自动化教育部重点实验室,杭州,310014;浙江工业大学机械制造及其自动化教育部重点实验室,杭州,310014;浙江工业大学机械制造及其自动化教育部重点实验室,杭州,310014【正文语种】中文【中图分类】TH113%U463.33麦弗逊悬架具有结构简单、维修方便、非簧载质量小、左右悬架之间空间较大、发动机及转向系易于布置等优点，但由于主销轴线位置在减振器与车身连接中心和横摆臂与转向节连接中心的连线上，当悬架变形时，主销轴线随之改变，前轮定位参数也会相应改变。

如果悬架设计不当，或安装时定位参数选择不合理，会大大影响汽车的使用性能[1－2]。

如何使定位参数处于理想范围内，是悬架设计的关键。

传统的机构学理论解析法和矢量作图法已无法得到较为准确的解[3]。

因此，我们借助ADAMS/Car模块建立悬架模型，对其进行参数分析及优化。

ADAMS/Car模块是MSC与Audi、BMW、Renault和Volvo等公司合作开发的整车设计软件包，整合了它们在汽车设计、开发方面的经验，大大加速和简化了建模的步骤，能帮助工程师快速建造高精度的参数化虚拟汽车模型，并进行模拟与运动分析[4－5]。

基于ADAMS的转向机构的优化设计

收稿日期 : 2008 04 22 基金项目 : 教育部博士点基金资助项目 ( 20070532008) 作者简介 : 周兵 ( 1972- ) , 男 , 贵州习水人 , 湖南大学副教授通讯联系人 , E mail: bingo hnu@ yahoo. com. cn
ADAMS/ Car 分析了断开点对阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性的影响 , 进行了单变量单目标的优化设计 . 虚拟样机软件 ADAMS 已广泛应用于机械系统的仿真分析, 本文利用 ADAM S 软件建立麦弗逊悬架转向机构的虚拟样机模型, 分析了转向机构关键点对阿克曼转向特性和车轮前束角特性的影响 . 考虑汽车转向的同时会相应地伴随有车身侧倾,
Abstract: T he virtual prot otype model of M cPherson suspension and steering linkage w as established by us ing ADAM S sof tw are. T he eff ect s of key point s on Ackerman st eering and toe in ang le change characterist ic w ere st udied. And t he paramet ers of t he key points of st eering linkage were opt imized. In t he opt imization com putat ional process, M cPherson suspension and st eering linkage w ere regarded as a unit ed system t o carry on t he movement analysis. T he influences on t he steering errors caused by the jump of wheels w ere considered, and t he w eight f unctions w ere considered according to act ual steering condition, so the solut ion w as closer to reality. T he result s indicate t hat the paramet ers of opt imization improve t he perf orm ance of t he steering linkag e and toe - in angle change characterist ic. Key words: M cPherson suspension; st eering linkage; opt imizat ion design; v irt ual prot otype

基于ADAMS的BSC赛车前轮前束角的优化设计

基于ADAMS的BSC赛车前轮前束角的优化设计
盛鹏程;韩海杰;许亚华;陈房山
【期刊名称】《邢台职业技术学院学报》
【年(卷),期】2017(034)003
【摘要】为了增强BSC赛车的越野性能,提高赛车的操控稳定性,针对邢职车队BSC赛车的前轮前束进行了优化设计.利用solidworks软件绘制BSC赛车的前悬架模型,提取前悬架各个硬点坐标,然后在ADAMS/View仿真软件中建立前悬架模型,对车轮上下跳动的运动模型进行仿真,利用目标函数对车轮上下跳动时前轮前束角度的变化曲线进行测量和优化.结果显示优化后的前轮前束角明显改善了悬架的运动学特性和赛车的操控稳定性.
【总页数】4页(P92-95)
【作者】盛鹏程;韩海杰;许亚华;陈房山
【作者单位】邢台职业技术学院,河北邢台 054035;邢台职业技术学院,河北邢台054035;邢台职业技术学院,河北邢台 054035;邢台职业技术学院,河北邢台054035
【正文语种】中文
【中图分类】U463.34
【相关文献】
1.基于减少轮胎磨损某SUV前轮前束角与外倾角的匹配优化设计 [J], 李占东;唐岚;王贤民;邵南平;李杨
2.基于ADAMS的BSC赛车前悬架优化设计 [J], 田国红;郏文文;李强;唐家宇;徐大校;郭学通
3.基于减少轮胎磨损某SUV前轮前束角与外倾角的匹配优化设计 [J], 李占东;唐岚;王贤民;邵南平;李杨;
4.基于Adams及ANSYS的BSC赛车转向系统优化设计 [J], 韩小强; 沈亚彬; 马利; 汪超
5.基于ADAMS的BSC赛车前悬架的优化设计研究 [J], 黄镇财
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基于Adams的某商务车前悬架KC性能分析及优化设计

引摇摇言
摇摇汽车悬架系统的性能是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性的重要因素。汽车悬架运动学与弹性运动学( Ki鄄 nematics & Compliance,简称 K&C) 特性是一项与悬架系统、转向系统、制动系统、轮胎特性、整车质量参数等密切相关的系统总成外特性。它对汽车的转向、直线行驶性能及 NVH 性能等多种整车特性尤其是高速行驶特性有直接影响。汽车悬架运动学( Kinematics) 描述的是车轮在弹簧变形过程和转向时的运动, K 特性即是指当汽车车轮上下跳动或转动时, 车轮定位参数、悬架刚度等参数相应的变化规律。而弹性运动学( Compliance) 则是描述由于轮胎和路面之间的力和力矩变化引起的车轮定位参数、悬架刚度等参数的改变, 这是悬架某些部件具有弹性的结果。在我国, 对悬架 K&C 特性的理论研究早在 20 世纪 80 年代便开始, 但研究成果未能充分指导实际。在新车型开发过程中, 基于实物样车的整车性能调校是对整车悬架的 K&C 特性参数进行客观评价并进一步改进。国内汽车公司尚无一家具备底盘调校能力, 这部分工作几乎全部外包给国外的设计公司, 且调校费用动辄上千万元, 这大大增加了整车开发成本及开发周期。如果能够在车型开发初期运用仿真方法对悬架进行多体动力学建模、性能预测及优化设计, 这对提高整车性能、节约开发成本、增强企业自主开发能力掌握底盘开发核心技术具有重要的理
摇摇揖关键词铱摇悬架摇 K&C 特性摇仿真摇优化
The K&C Characteristic Analysis and Optimization of a Commercial Vehicle Front Suspension Based on Adams

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