悬架杠杆比简述【FSAE技术组资料】

悬架杠杆比简述
1.悬架简介
悬架是汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶，如图1所示。

图1 悬架示意图
2.悬架简化模型
我们将悬架的杆件运动简化为一个简单的曲柄摇杆机构。

在滑块上下运动的过程中，弹簧会随着三角块的旋转发生伸长或压缩。

我们将滑块的位移量与弹簧的伸长或压缩量的比值定义为悬架的杠杆比，如图2所示。

1
2
图2 悬架简化机构图
假设l 为滑块的位移量，d 为弹簧的伸长或压缩量，进过一系列的推导我们可以得知：
011()
()
233i
i i i i Le
l e
l e
le Le π
ααγπθθα
+-+++=+
（1）
0110121()()22i i i x d l e l e l e αγθαγγθπθ+-++--=-- （2）
其中部分变量的定义略去，我们可以得到弹簧的伸长或压缩量d 关于滑块的位移量l 的关系式。

通过一定的比例关系换算我们最总可以得到前、后悬架杠杆比示意图如图2 1-2 2所示：
图2 1 前悬架杠杆比示意图。

横坐标是轮胎上下颠簸的位移，即简化示意图中滑块上下的位移，范围为（-25 4，+25 4），纵坐标为轮胎位移与减震弹簧压缩量之比。

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图2 2 后悬架杠杆比示意图。

横坐标是轮胎上下颠簸的位移，即简化示意图中滑块上下的位移，范围为（-25 4，+25 4），纵坐标为轮胎位移与减震弹簧压缩量之比。

3.simulink仿真
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。

Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

在我们的后期工作中，我们将加入弹簧阻尼器的贡献。

在对悬架系统的仿真
4
过程中，给定一个具体的环境以及车速的值，将崎岖不平的路面看做对整个悬架系统的信号输入，其中水平路面看做带有高斯噪声的阶跃信号，斜坡路面看做带有高斯噪声的斜坡信号，带有较大坑洼的路面近似看做正弦信号，利用Simulink 中的交互式图形化环境和可定制模块库建立相应的系统框图，通过Simulink仿真观察路面信号对悬架以及整个车身震动的影响，最终校核和改进现有的悬架模型，达到悬架系统最优化的目的。

4 matlab代码
4 1前悬架杠杆比代码
function fs = fsB( l,B )
%UNTITLED Summary of this function goes here
% Detailed explanation goes here
L=272 86; l1=50 93; l2=76; l3=51 055; lx=180;
a=41 76*pi/180; r1=90*pi/180; r2=90*pi/180; b1=41 76*pi/180; b2=96 354*pi/180;
b3=41 886*pi/180;
fs =
(L*sin(a)+l3*sin(a+r1-pi)+l3*sin(B+b1)-l*sin(pi/2))^2+(L*cos(a)+l3*cos(a+r1-pi)+l3*cos (B+b1)-l*cos(pi/2))^2-L^2;
end
5
L=272 86; l1=50 93; l2=76; l3=51 055; lx=180;
a=41 76*pi/180; r1=90*pi/180; r2=90*pi/180; b1=41 76*pi/180; b2=96 354*pi/180;
b3=41 886*pi/180;
l = -25 4:0 1:25 4;
for i=1:509
B(i) = fzero((B)fsB(l(i),B),[0 pi]);
d(i) =
sqrt((l2*sin(B(i))-l2*sin(a+r1-b1)-lx*sin(a+r1+r2-b1-pi))^2+(l2*cos(B(i))-l2*cos(a+r1-b1) -lx*cos(a+r1+r2-b1-pi))^2);
end
for i=1:254
k(i) = (l(i)-l(255))/(d(i)-d(255));
end
for i=256:509
k(i-1) = (l(i)-l(255))/(d(i)-d(255));
end
for i=256:509
l(i-1)=l(i);
end
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plot(l(1:508),k(1:508))
4 2后悬架杠杆比代码
function rs = rsB( l,B )
%UNTITLED Summary of this function goes here
% Detailed explanation goes here
L=234; l1=40; l2=53; l3=56 326; lx=180;
a=50*pi/180; r1=86 026*pi/180; r2=89 237*pi/180; b1=42 788*pi/180; b2=64
166*pi/180; b3=73 046*pi/180;
rs =
(L*sin(a)+l3*sin(a+r1-pi)+l3*sin(B+b1)-l*sin(pi/2))^2+(L*cos(a)+l3*cos(a+r1-pi)+l3*cos (B+b1)-l*cos(pi/2))^2-L^2;
end
L=234; l1=40; l2=53; l3=56 326; lx=180;
a=50*pi/180; r1=86 026*pi/180; r2=89 237*pi/180; b1=42 788*pi/180; b2=64
166*pi/180; b3=73 046*pi/180;
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l = -25 4:0 1:25 4;
for i=1:509
B(i) = fzero((B)rsB(l(i),B),[0 pi]);
d(i) =
sqrt((l2*sin(B(i))-l2*sin(a+r1-b1)-lx*sin(a+r1+r2-b1-pi))^2+(l2*cos(B(i))-l2*cos(a+r1-b1) -lx*cos(a+r1+r2-b1-pi))^2);
end
for i=1:254
k(i) = (l(i)-l(255))/(d(i)-d(255));
end
for i=256:509
k(i-1) = (l(i)-l(255))/(d(i)-d(255));
end
for i=256:509
l(i-1)=l(i);
end
plot(l(1:508),k(1:508))
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