基于ADAMS_CAR的麦弗逊悬架优化设计
基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计
基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计一、概述本文以悬架系统为研究对象，运用多体动力学理论和软件，从新车型开发中悬架系统优化选型的角度，对悬架系统进行了运动学动力学仿真，旨在研究悬架系统对整车操纵稳定性和平顺性的影响。
文章提出了建立悬架快速开发系统平台的构想，并以新车型开发中的悬架系统优化选型作为实例进行阐述。
简要介绍了汽车悬架系统的基本组成和设计要求。
概述了多体动力学理论，并介绍了利用ADAMS软件进行运动学、静力学、动力学分析的理论基础。
基于ADAMSCar模块，分别建立了麦弗逊式和双横臂式两种前悬架子系统，多连杆式和拖曳式两种后悬架子系统，以及建立整车模型所需要的转向系、轮胎、横向稳定杆等子系统，根据仿真要求装配不同方案的整车仿真模型。
通过仿真分析，研究了悬架系统在左右车轮上下跳动时的车轮定位参数和制动点头量、加速抬头量的变化规律，以及汽车侧倾运动时悬架刚度、侧倾刚度、侧倾中心高度等侧倾参数的变化规律，从而对前后悬架系统进行初步评估。
1. 悬架系统的重要性及其在车辆动力学中的作用悬架系统是车辆的重要组成部分，对车辆的整体性能有着至关重要的作用。
它负责连接车轮与车身，不仅支撑着车身的重量，还承受着来自路面的各种冲击和振动。
悬架系统的主要功能包括：提供稳定的乘坐舒适性，保持车轮与路面的良好接触，以确保轮胎的附着力，以及控制车辆的姿态和行驶稳定性。
在车辆动力学中，悬架系统扮演着调节和缓冲的角色。
当车辆行驶在不平坦的路面上时，悬架系统通过其内部的弹性元件和阻尼元件，吸收并减少来自路面的冲击和振动，从而保持车身的平稳，提高乘坐的舒适性。
同时，悬架系统还能够根据车辆的行驶状态和路面的变化，自动调节车轮与车身的相对位置，确保车轮始终与路面保持最佳的接触状态，以提供足够的附着力。
悬架系统还对车辆的操控性和稳定性有着直接的影响。
通过合理的悬架设计，可以有效地改善车辆的操控性能，使驾驶员能够更加准确地感受到车辆的行驶状态，从而做出更为精确的操控动作。
基于ADAMS／Car的某微型车前悬架优化分析
（ ｑ ， ）＝０ 根 据 当前 时刻 的 系统 状 态 矢 量 值 ， 用 Ｔ ａ ｙ ｌ ｏ ｒ 级数 预估 下一 个 时刻 的状态矢 量值 ， 即：
Ｙ ｎ ＋ ｌ ＋ ＋ ｎ …
１ ＡＤ ＡＭＳ的动力学方程建立及求解
Ａ Ｄ Ａ ＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ 程 序 采 用 拉 格 朗 日法 建 立 的模
基金项 目： 上海通 用五菱汽车公司科 研基金资助项 目（ Ｏ ｌ Ｗｌ Ｏ 一 ９ １ １ — ０ １ ０ 一 Ｏ Ｒ ０ ８ ） ．
武汉理工大学学报 （ 信息与管理工程版 ）
２ ０ １ ３ 年ｌ ０月
使用 Ｎ ｅ ｗ ｔ ｏ ｎ—Ｒ ａ ｐ ｈ ｓ ｏ ｎ迭 代 方 法求 解 以上 非
定性 。
其 矩 阵形 式 为 ： Ｆ＋ Ｆ ＝ ０ 其 中： Ｆ、 Ｆ 为 Ⅳ阶列 阵 ， 定义 为 ： Ｆ ＝［ Ｆ （ ） …Ｆ （ Ⅳ ］ Ｆ ：『 Ｆ （ ¨… Ｆ （ Ⅳ ］
令 ＝ ， ＝ 弓 ， 则系统动力学方程可化为 ：
ｒ
Ｆ（ ｑ ， ， ｚ ； ， Ａ， ）＝０
间 的力 和力 矩 ， 同时 由于 弹性 元 件 的作 用 又 可 以
２， … ， ｎ
，
减少 路 面对 车身 的 冲击 ， 使 汽车 振动 衰减 ， 增强 行 驶 的平顺 性 ＿ ｌ ； 其 次 使 汽 车 在 不 平 路 面 行 驶 时 也 能有 良好 的运 动 特 性 ， 保 证 汽 车行 驶 的操 纵 稳
（ ｑ 川 一∑ ｏ ｔ ｉ ｑ ＋ 。 ） ＝ ０
（ ｑ ｎ ＋ ｌ ， ｔ ） ＝０
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ３—２ ８ ． 作者简介 ： 吴 慧（ １ ９ ８ ９一） ， 女， 湖北鄂州人 ， 武 汉 理 工 大 学 机 电工 程 学 院 硕 士 研 究 生
基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化
１ Ｚ 月
Ｄｅ ｃ ． ２ ０ １ ６
基于 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ 的麦弗逊悬架的仿真分析与优化
李 凯 ， 袁 望 方 ， ， 马 相 飞
（ １ ． 长安 大 学汽 车学 院 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
摘 要 ： 基 于悬 架 系统 对 汽 车 舒 适 性 和 操 稳 性 的 重 要 影 响 ， 本文利用 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ仿 真 软 件 对 麦 弗逊 式独 立悬 架 进 行 动力 学 仿 真 与 优化 。根 据 麦 弗 逊式 独 立 悬 架 的 Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ模 型 及 硬 点 ， 首先在 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ 模 块 中搭 建 悬 架 的 物 理模
中 图分 类 号 ： Ｕ ２ ６ ０ ． ３ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ３ ５ ５ ８ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ １ ０ １ — ０ ５
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｃ Ｐｈ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ Ｓ ｕ Ｕ ｓ Ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｓ ￣； ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ａ ｓ ｅ ｄ Ｉ １ ｏ ｎ ＡＤＡＭ Ｊ Ｖ ｌ Ｓ
基于ADAMS／CAR的麦弗逊悬架优化设计
２０ ０ ６年 第 ９期 （ 第 １２期 ） 总 ８
农 业装备 与 车辆工 程
Ａ Ｉ Ｕ Ｔ Ｒ ＬＥ Ｕ Ｐ Ｎ ＧＲＣ Ｌ Ｕ Ａ Ｑ ＩＭＥ Ｔ＆ Ｖ Ｈ Ｃ ＥＥ Ｇ Ｎ Ｅ ＩＧ Ｅ ＩＬ Ｎ Ｉ Ｅ ＲＮ
Ｎｏ９２ ｏ ． ０ ６
上 揭 示 了该 悬 架 的运 动 规 律 ， 进 行 优 化 分 析 的 同时 还提 出 了改进 的 意见 。 在 关键 词 ：多刚 体 体 动 力 学 ； 架 ； 真 ； ＤＡＭＳ ｃ 悬 仿 Ａ ／ ＡＲ 中图 分 类 号 ：Ｕ４ ３３ ６． 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ３ ３ ４ （ ０ ６ ０ — ０ ４ ０ １ ７ — １ 式悬架 是 铰接式 滑柱 与下 横臂 组成 的悬
完全可 以通 过这些 特性 曲线 来 对悬 架进 行综合 性 能
的评 价 和分 析 。Ａ Ａ ／ｎｉｈ 模 块 能很 方便 地 进 Ｄ ＭＳ Ｉｓ ｔ ｇ
楚 。 以 国产 某轿 车为 例 ， 用 多体 运 动 学 与 动 力 学 仿 真软 件 Ａ ＭＳ 中的 Ｃ Ｒ 专 业 模 块 建 立 该 车 的前 后 悬 架 多 刚 应 ＤＡ Ａ
体模型 ， 对其 悬 架 的 各种 性 能 进 行 了仿 真 分 析 ， 究 了 悬 架 几 何 参 数 对 汽 车 操 纵 稳 定 性 的影 响 ， 理 论 验 证 的 基 础 研 在
（ ｏ ｌ ８ ） Ｔ ｔ ｌ １２ ａｙ
基于 ＡＤ ＭＳ Ｃ Ｒ的麦弗逊 悬架优化 设计 Ａ ／Ａ
刘 进 伟 ， 志新 徐 达 吴 ，
（． １武汉 理 工大学 汽 车 工程学 院 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ７ ； ． ３０ ０ ２ 中国汽 车技 术研 究 中 心 ， 天津 ３ ０ ６ ） ０ １２ 摘 要 ：汽 车 悬 架 系统 为 一 多体 系统 ， 件 之 间 的运 动 关 系十 分 复 杂 ， 统 的人 工 计 算很 难 将 悬 架 的 各 种 特 性 表 述 清 部 传
基于ADAMS的麦弗逊悬架的动力学仿真和优化
轮外倾 角（ Ｃ ａ ｎ ｌ ｂ ｅ ｒ Ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ） 、主销后倾 ； ￣（ Ｃ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ａｎ ｇ ｌ ｅ ） 、主销内倾角（ Ｋｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ｇ ｌ ｅ ） ￣车轮转 向角 （ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ Ａｎ ｇ ｌ ｅ ）五个悬 架运 动特 性参数 ，同时研究 了这五个运动特性参数对汽车 的稳态响应特性 、直线行驶的稳定性、操 纵稳定性等众 多性能的影响。此外，以改善悬架的性能为 目标，从 Ａ ＤＡ ＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ 模块 中导入 ＡＤ ＡＭＳ／Ｉ ｎ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ 模块 ，
（ 陕 西 汉 德 车 桥有 限 公 司 ， 陕 西 西 安 ７ １ ０ ２ ０ １ ） 摘 要 ：本 文 以 多刚 体 系 统 动 力 学 为理 论 基 础 ，应 用 多 体 运 动 学 与 动 力 学 仿 真 软 件 ＡＤ ＡＭＳ 中 的 Ｃ ａ ｒ 专 业 模 块 建 立 了麦 弗 逊 悬 架 多 刚 体 型 。在 对 该 悬 架 模 型 进 行 了两 侧 车 轮 同 向跳 动 的仿 真 分析 后 ，研 究 了前 束 ￣ （ Ｔ ｏ ｅ Ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ） 、车
（ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｈａ ｎ ｄ ｅ ａ ｘ ｌ ｅ Ｃｏ —Ｌ ｔ ｄ ． ． Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ２ ０１ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － － ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ Ｂｏ ｄ ｙ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ａ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － － ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ Ｂｏ ｄ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｍｃ Ｐ ｈ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ
基于ADAMSCar的汽车悬架系统_动力学建模与仿真分析毕业设计
毕业设计（论文）题目：基于ADAMS/Car的汽车悬架系统动力学建模与仿真分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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基于ADAMS／CAR环境下的麦弗逊悬架建模与仿真
点。 以地面为 Ｘ Ｙ平面， 汽车中心对称面为 Ｘ 平面 ， Ｚ 通过前轮轮心连线 ， 垂直 Ｘ 、 Ｚ两平面的面为 Ｙ ＹＸ Ｚ 平面 ， 取垂直 向上为 ｚ轴正 向， 车身右侧 为 Ｙ轴正
向， 以车 前进 方 向的反 方 向为 ｘ轴正 向 。 ２３ 模型 关键 点 的获 取 ． 硬 点 是各 零 件 之 间连 接 处 的 关键 几 何 定 位 点 ，
Ｉ ｌ — 砷
～ ０ Ｉ Ｗ
） １ ＼ ’
＼
． ｏ８
确定硬点就是在子系统坐标系中给出零件之间连接 点的几何位置 。模型关键硬点的空间位置坐标和相
关系数是建立运动学模型的关键 ，从零部件装配图 上 可 以得 到 硬点 的坐标 值 。
２４ 仿真 模 型的 建立 ．
沃尔沃等公司合作开发的整车设计软件包 ，集成了 他们在汽车设计 、 开发方面的专家经验 ， 能够帮助工 程师快速建造高精度的整车虚拟样机 ， 采用的用户 化 界面 是 根据 汽 车 工程 师 的 习惯 而 专 门设 计 的 ， 包
括 整 车动 力 学模 块 （ ｅｉｅ ｙａ ｃ ） Ｖ ｈｃ ｎｍｉ 和悬 架 设计 ｌＤ ｓ
Ａ Ａ ／Ａ Ｄ ＭＳＣ Ｒ是 ＭＤ 公 司与奥 迪 、 马 、 Ｉ 宝 雷诺 和
些 曲线来对悬架进行综合性能 的评价和分析圆 。 为分析国产 Ｍ Ｖ帅客前悬架 的性能 ，本文借 Ｐ 助Ａ Ａ Ｓ Ａ Ｄ Ｍ ／ Ｒ模块 ，构建该悬架的运动学模型 ， Ｃ
并对影 响车辆操稳性 的特性参数在汽车行驶 中的 变化进行了仿真分析。
模块 （ ｕｐｎｉ ｅ ｇ ） ＳｓｅｓｎＤ ｓ ｎ 。对 于悬架 系统 来说 ， ｏ ｉ ＡＡ Ｓ Ａ Ｄ Ｍ ／ Ｒ在仿真结束后 ， 自动计算出 ３ 多种 ｃ 可 ０ 悬架特性 ， 根据这些常规 的悬架特性 ， 用户又可定义
基于ADAMS_CAR的麦弗逊悬架优化设计
２００６年第９期农业装备与车辆工程图１前悬架二维示意图收稿日期：２００６－０５－３０作者简介：刘进伟（１９８０－），男，湖北天门人，武汉理工大学汽车工程学院车辆工程系在校研究生，研究方向：汽车设计方法。
基于ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ的麦弗逊悬架优化设计刘进伟１，吴志新２，徐达１（１．武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉４３００７０；２．中国汽车技术研究中心，天津３００１６２）摘要：汽车悬架系统为一多体系统，部件之间的运动关系十分复杂，传统的人工计算很难将悬架的各种特性表述清楚。
以国产某轿车为例，应用多体运动学与动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ中的ＣＡＲ专业模块建立该车的前后悬架多刚体模型，对其悬架的各种性能进行了仿真分析，研究了悬架几何参数对汽车操纵稳定性的影响，在理论验证的基础上揭示了该悬架的运动规律，在进行优化分析的同时还提出了改进的意见。
关键词：多刚体体动力学；悬架；仿真；ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ中图分类号：Ｕ４６３．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－３１４２（２００６）０９－００３４－０５ＴｈｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＭａｃｐｈｅｒｓｏｎＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＡＤＡＭＳ／ＣＡＲＬｉｕＪｉｎｗｅｉ１，ＷｕＺｈｉｘｉｎ２，ＸｕＤａ１（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１６２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｓｓｅｍｂｌｙｏｆｃａｒｉｓａｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｍｏｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｔｈｅｐａｒｔｓｉｓｖｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｓｏｉｔｂｒｉｎｇｓｍａｎｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆａｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗｉｔｈＡＤＡＭＳ／ＣＡＲａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆａｃｅｒｔａｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｃａｒ，ａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｐａｒａｍｅｔｒｉｚｅｓｓｏｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｗａｓｕｎｃｏｖｅｒｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｔｈｅｏｒｙ．Ｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｈａｎｄｌｉｎｇａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｓｙｓｔｅｍ；ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ农业装备与车辆工程ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ２００６年第９期（总第１８２期）Ｎｏ．９２００６（Ｔｏｔａｌｌｙ１８２）０引言麦弗逊式悬架是铰接式滑柱与下横臂组成的悬架形式。
基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化
基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化基于悬架系统对汽车舒适性和操稳性的重要影响，本文利用ADAMS仿真软件对麦弗逊式独立悬架进行动力学仿真与优化。
根据麦弗逊式独立悬架的CATIA模型及硬点，首先在ADAMS/Car模块中搭建悬架的物理模型，然后进行仿真分析，再利用后处理模块ADAMS/PostProcessor模块查看仿真结果，得到有关悬架性能的曲线，包括四轮定位参数曲线，并对分析不合理的车轮前束角通过ADAMS/Insight模块进行了进一步的优化，最终明显提高了汽车的舒适性和操稳性。
标签：ADAMS；麦弗逊；悬架；仿真；优化Abstract：In view of the important influence of suspension system on the comfort and stability of vehicle，simulation analysis and optimization of MacPherson suspension system are carried out by ADAMS. Firstly，based on the CATIA model and the hard points of MacPherson independent suspension，the model of MacPherson independent suspension is built by the ADAMS/Car. Then the simulation analysis is carried out and the simulation results are gained by the ADAMS/Postprocessor. The results get the suspension performance curve，including the four-wheel positioning parameter curve. Finally，the experiments prove obviously on improving the comfort and stability of vehicle through analyzing the unreasonable wheel toe Angle by ADAMS/ Insight.Key words：ADAMS；MacPherson；suspension；simulation；optimization一、引言近些年来，汽车行业的迅速发展推动了汽车技术的不断完善，促使汽车的舒适性和操稳性能也在不断提高，不断满足人们对于汽车性能的要求。
基于ADAMS的麦弗逊前悬架优化研究
基于ADAMS的麦弗逊前悬架优化研究作者：江苏大学汤靖高翔陆丹提要：针对厂家反映的汽车前轮磨损严重的问题，以多体系统动力学理论为基础，应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS的Car 专业模块建立该皮卡车麦弗逊式前悬架多体系统模型，并采用ADAMS/Insight 模块进行性能分析，找出磨损严重的原因，同时进一步进行悬架布置优化设计，最终得出优化的悬架布置方案，较好地解决了轮胎磨损的问题。
关键词：汽车CAD；ADAMS；麦弗逊悬架；多体动力学0 引言麦弗逊独立悬架具有结构简单、非簧载质量小、发动机及转向系易于布置、适合于同多种形式的弹簧相匹配以及能实现车身高度的自动调节等优点。
但是，由于主销轴线位置在减振器与车身连接铰链中心和横摆臂与转向节连接铰链中心的连线上，因此当悬架在变形时，主销轴线也随之改变，前轮定位参数和轮距也都会相应改变，且变化量可能很大。
因此，如果悬架结构设计不当，就会大大影响汽车产品的使用性能(如转向沉重、摆振、轮胎偏磨、影响轮胎使用寿命等)[1]。
某客货两用皮卡车的前悬采用的是麦弗逊悬架，厂家反映存在该悬架轮胎磨损非常严重，为解决此问题，我们借助ADAMS/Car 专业模块，构建该悬架的电子样机模型，使用ADAMS/Insight 试验设计与分析模块进行虚拟试验，并进行了优化设计。
机械系统动力学仿真分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of MechanicalSystem）中的Car 专业模块是MSC 与Audi、BMW、Renault、和Volvo等公司合作开发的整车设计软件包，整合了他们在汽车设计、开发方面的经验，能够帮助工程师快速建造高精度的包括车身、悬架系统、传动系统、引擎、转向机构、制动系统等子系统在内的参数化虚拟汽车模型。
ADAMS/Insight 功能扩展模块是ADAMS 基于网页的试验设计与分析模块，能对仿真进行实验设计，使用户可以更精确地对设计进行量化研究，应用ADAMS/Insight，我们可以很方便地进行一系列的仿真试验，从而精确地预测所设计的复杂的机械系统在各种工作条件下的性能，并对试验结果提供专业化的统计结果[2]。
基于ADAMS的麦弗逊式独立悬架的运动仿真设计说明要点
本科毕业设计设计说明题目：1.8MT轿车前悬架运动学仿真及设计学院：专业：班级：学号：学生姓名：指导老师：提交日期：2011年 4 月11 日初始说明：1.设计原始参数：满载质量：1579kg，前轴荷：799kg ，后轴荷：780kg ，前轮距：1470 mm ，后轮距：1470mm，轴距：2610 mm，前悬架弹簧刚度：24.7N/mm，后悬架弹簧刚度16.56N/mm，轮胎型号205/50 R16。
2.ADADS建模硬点数据：初始：优化后：一、基于ADMAS-CAR的麦弗逊式前悬架建模过程1.打开CAR建模器1.1打开ADMAS-CAR的建模模式1.2新建悬挂模板macpherson：单击File（文件），New（新建）命令，填写新建模板对话框。
2.创建模板部件2.1创建控制臂（下摆臂）采用硬点到一般部件，再到几何外形的方式建立控制臂。
这里约定选择的材料类型为钢材。
2.2创建硬点单击Build（创建），Hardpoint（硬点），New（新建）在这里选择所有的实体为左边，ADMAS/CAR自动创建相对纵向中心线的对称部件，纵向可以设置为任何轴线，它取决于如何设置环境变量，默认纵向中心线为X轴。
同样步骤设置控制臂前后硬点参数如下：arm_front (-150,-350,0)arm_rear (150,-350,0)全屏显示模型，在主窗口可以看见全部6个硬点：2.3创建控制臂--一般部件单击Build（创建），Parts（部件），General Part（一般部件），New（新建）命令：2.4创建控制臂几何形体单击Build（创建），Geometry（几何体），Arm（三角臂），New（新建）：2.5创建转向节转向节由转向节三角臂（wheel_carrier）和转向节立柱（carrier_link）组成。
2.6创建转向节使用的硬点单击Build（创建），Hardpoint（硬点），New（新建）：Wheel_center (0,-800,100)Strut_lower (0,-650,250)tierod_outer (150,-650,250)2.7创建转向节三角臂单击Build（创建），Parts（部件），General Part（一般部件），Wizard（向导）命令：2.8创建转向节立柱几何体单击Build（创建），Geometry（几何体），Link（系杆），New（新建）命令：2.9创建滑柱单击Build（创建），Parts（部件），General Part（一般部件），New（新建）命令：2.10创建减震器首先建立一个硬点定义减震器，然后按需要定义减震器属性文件。
基于ADAMS的麦弗逊悬架运动学优化_廖永升
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根据某乘用车的前悬架及整车设计参数，在多 体动力学软件 Adams / Car 中建立该车带转向系统 的麦弗逊前悬架及整车多体动力学仿真模型，如图 1、图 2 所示。
图 1 ADAMS 整车动力学模型
图 2 ADAMS 前悬架动力学模型
20 期
廖永升，等： 基于 ADAMS 的麦弗逊悬架运动学优化
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在 Insight 中进行平行轮跳试验，运行完得到以 下的影响程度，其中 Effect 指的是某处坐标值变化 引起的某参数的变化与该参数原值的比值，在这个 过程中其他因素认为取其平变化的
基于ADAMS的麦弗逊式悬架系统运动学仿真分析与优化设计
基于ADAMS的麦弗逊式悬架系统运动学仿真分析与优化设计摘要：本文通过机械动力学分析软件ADAMS，建立某车的麦弗逊式前悬架模型，在运动学模式下对模型进行仿真分析，为悬架进一步的研究与优化提供一定的支持。
关键词：ADAMS；麦弗逊；仿真分析1 前言汽车的操纵稳定性便是重点潜力之一，而汽车的悬架的定位参数是影响其操纵稳定性的重要参数。
随着虚拟样机技术的应用越来越普及，利用虚拟样机技术来分析和优化汽车悬架性能成为一种常规手段。
通过介绍了ADAMS软件在悬架分析中的应用和优势，根据某车型麦弗逊前悬架的参数及相关的整车主要参数，在ADAMS软件中建立麦弗逊悬架模型，并基于该模型，对麦弗逊悬架进行建模与仿真分析，进而为提高汽车操纵稳定性打下基础。
2 麦弗逊悬架的简介麦弗逊悬架把减震器和减震弹簧集成在一起，组成一个可以上下运动的滑柱的支柱式减震器和用于给车轮提供部分横道向支撑力，以及承受全部的前后方向应力的A字型托臂两个主要部分组成。
麦弗逊悬架的运动部件轻，悬挂响应速度和回弹速度快所以减震效果较好汽车驾驶舒适性也较好。
占用空间小这个结构特点带来的直接好处就是为放下更大上午发送机留下了空间。
相对于以前的传统悬架，麦弗逊悬架为所有车型的动力都提升了一个高度，从而提升了汽车的性能。
麦弗逊悬架的特点：麦弗逊悬架使减震器中心线和主销设计不共线，这样可以是悬架的受力更加合理。
另外，在悬架随着车轮跳动过程中，各点至主销的距离是变化的，这也是其一个突出特点。
由于悬架设计的合理，麦弗逊悬架在随着车轮上下跳动过程中，不断变化的车轮定位参数和主销偏移距变化范围就很小，这样车辆的稳定性得到提高。
当然了在麦弗逊悬架的众多特点中当然也有不可忽视的缺点，就是其汽车在转弯过程中悬架对汽车由于向心力的原因而产生的侧倾力的抵抗能力较差从而转弯侧倾有些明显，稳定性稍差。
不过，在相对而言轻量化的家用汽车来说，这些缺点在它的优点面前就显得微不足道了，所以，在大众市场中最受欢迎的依然是麦弗逊悬架。
麦弗逊独立悬架基于ADAMS的优化分析
前轮前束是用来补偿由于车轮外倾角造 成的不良影响，从而使得车轮滚动过程中向 着正前方行驶，可大大减小并抵消车轮外倾 造成的不良后果。
在ADAMS/Car中，对悬架参数进行设 置，包括无载情况下车轮半径、车轮刚度、 簧载质量、质心高度及轴距等等。设置路面 对车轮的激励函数，选择地面和测试平台间 的移动副来创建直线驱动。最后来设置仿真 参数，来研究车轮上下跳动50mm对悬架性能 参数的影响。
本文是通过对悬架中部分关键硬点坐标 进行更改后来达到优化性能参数的目的，在 ADAMS/Insight模块中，共选取了6个硬点
本文通过分析实际生产中出现的问题， 利于ADAMS对麦弗逊悬架系统进行建模并进 行优化仿真分析，最终得出较理想的结果。
2 麦弗逊悬架模型
麦弗逊独立悬架主要由减震器加减震 弹簧组成，其简化模型如下图1。麦弗逊独 立悬架是闭式空间结构，没有原动件，机 架即车身，车轮上下跳动带动转向节和横 摆臂运动。
该文应用ADAMS/Car模块对麦弗逊悬架 系统进行建模。在ADAMS/Car中所采用的坐 标为ISO坐标制，以车中心连线，与地面 平行的面为XY平面，以车架纵面中心对称面
图 1 麦弗逊独立悬架简化示意图
8 7 6 5
43
2
z
x
1
y
1. 车轮总成 2. 下摆臂 3. 转向齿轮 4. 转向横拉杆 5. 转向节总成 6. 减振器 7. 螺旋弹簧 8. 车身
图 2 ADAMS/Car 中麦弗逊独立悬架系 统模型
76 AUTO TIME
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基于Adams／Car的汽车前悬架仿真分析及优化设计
第２ ２卷 增刊 １
２ ０ １ ３年 ５月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｍｐ ｕｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎｇ ｒ
Ｖ ｏ １ ． ２ ２ Ｓ ｕ ｐ ｐ １ ． １
Ｍｆ ｄ ｙ ２ —０ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） ｓ １ ． ０ １ １ ８ ． Ｏ ６
ｓ ｕ ｓ ｐｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ０ ｎ Ａｄ ａ ｍｓ ／Ｃａ ｒ
Ｚ ＨＯ Ｕ Ｂ ｉ ｎ ｇ ｂ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｈ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｑ ｉ ａ ｎ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ５ ５ ０ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
从 而达到 提 高该 悬架 系统整体 性 能的 目的．
关键 词 ：麦 弗逊 悬 架 ； Ａ ｄ ａ ｍｓ ／ Ｃ ａ ｒ ；灵敏度 分析 ； 优 化设 计 中图分 类号 ： Ｕ ４ ６ １ ． １ 文献标 志码 ： Ｂ
… ｍ ｕｌ ￣ｌ ａ ｔ － ｉ ｏｎ ａ ｎａｌ ’ ｙｓ ｉ ‘ ｓ ａ ｎｄ １ｏ ｐｔ ・ ‘ ｉ ｍｉ ‘ ｚ ａ ｔ ・ ‘ ｉ ０ ｎ ｄｅ 一ｓ ｉ ‘ ｇ ｎ ０ｎ ｖｅ ’‘一 ｈｉ ｃ ｌ ｅ ｆ 一 ｒ ｏ ｎｔ
基于ADAMS的麦弗逊前悬架优化设计
基于ADAMS的麦弗逊前悬架优化设计
陆丹;汤靖;王国林
【期刊名称】《机械设计与制造工程》
【年(卷),期】2004(000)008
【摘要】针对厂家反映的某皮卡车前轮磨损严重的问题,以多刚体系统动力学理论为基础,应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS中的Car专业模块建立该车的麦弗逊式前悬架多刚体模型,并采用ADAMS/Insight模块进行影响因素的分析,找出磨损严重的原因,同时进一步进行悬架布置的优化,并得到优化后的悬架布置方案.【总页数】4页(P106-109)
【作者】陆丹;汤靖;王国林
【作者单位】江苏大学,汽车与交通工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,汽车与交通工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学,汽车与交通工程学院,江苏,镇江,212013【正文语种】中文
【中图分类】U463
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1.基于Adams/Insight的麦弗逊前悬架振动分析及优化设计 [J], 李琤;倪晋挺;姜能惠
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基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真
基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真摘要：本论文主要研究了基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真。
首先介绍了悬架系统的基本概念和结构，然后结合工程实际，建立了麦弗逊悬架的ADAMS／Car模型，并对其运动学进行了分析和仿真实验。
结果表明，ADAMS／Car模型能够很好地模拟麦弗逊悬架的运动学效果，为悬架系统的研发和优化提供了有力的支持和参考。
关键词：ADAMS／Car、麦弗逊悬架、运动学分析、仿真实验、悬架系统优化。
第一章引言车辆悬架系统作为汽车的重要部件，其运动学性能对于汽车行驶稳定性、操控性、舒适性以及安全性具有至关重要的影响。
麦弗逊悬架作为一种常用的悬架结构，其在汽车行业中使用广泛，因其结构简单、制造成本低、稳定性能好、悬架调整方便等特点，为汽车的悬架系统提供了一种重要的解决方案。
麦弗逊悬架系统的运动学分析是研究麦弗逊悬架运动性能的基础，其通过运动学分析来探究悬架系统动力学特征，为系统设计和优化提供基础支撑。
而ADAMS／Car作为一种常用的汽车动力学仿真软件，其能够模拟汽车悬架系统的动力学行为，为汽车的悬架系统开发和优化提供了重要支持。
因此，本文通过建立麦弗逊悬架的ADAMS／Car模型，并对其运动学进行分析和仿真实验，旨在探究麦弗逊悬架的运动学性能，为汽车悬架系统的研发和优化提供参考依据。
第二章悬架系统基本概念和结构车辆的悬架系统是为了解决车辆在行驶过程中的震动、冲击和悬架系统的负荷而设计出的一个支撑系统。
悬架系统包括弹簧、减震器、控制臂、轮毂、轮胎、制动器等多个部件。
悬架系统的主要功能是：1. 支持重量悬架系统的主要功能之一是支撑汽车的整个重量，控制车身高度和姿态。
2. 减震悬架系统可以减少汽车通过路面时产生的震动、冲击和噪音等问题。
通常，减震器在悬架系统中发挥重要作用。
3. 提高操控性能悬架系统对汽车的操控性能影响很大。
基于ADAMS的麦弗逊式悬架的仿真与优化
基于ADAMS的麦弗逊式悬架的仿真与优化
张学萍;王娜
【期刊名称】《国防制造技术》
【年(卷),期】2017(000)003
【摘要】在Adams中的Car模块建立麦弗逊式悬架模型,接着进行Parallel Wheel Travel(车轮同向跳动)的仿真分析,分析车轮定位参数随车轮跳动行程的变化规律,确定优化目标.然后在Adams中的Insight模块对悬架的部分硬点坐标进行了优化处理,最后对优化前后的曲线进行了对比,得出结论优化后的硬点坐标改善了汽车悬架的运动学性能.因而,利用ADAMS运动学分析软件,大大缩短了机械动力学的研发周期和成本.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】张学萍;王娜
【作者单位】安徽三联学院机械工程学院,安徽合肥,230601;安徽三联学院机械工程学院,安徽合肥,230601
【正文语种】中文
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3.基于ADAMS/Car的麦弗逊前悬架仿真分析及优化 [J], 余东满;王笛;李晓静
4.基于ADAMS的汽车麦弗逊式前悬架建模仿真及优化 [J], 程磊华;薛昊强;齐超
飞
5.基于ADAMS的麦弗逊汽车悬架仿真分析与优化 [J], 蔡晓枫;代宣军
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基于ADAMS／CAR的麦弗逊式悬架建模和仿真
基于ADAMS／CAR的麦弗逊式悬架建模和仿真基于ADAMS/CAR的麦弗逊式悬架建模与仿真摘要：本文采用ADAMS/CAR软件建立一种基于麦弗逊式悬架的汽车悬架模型，并对其进行了仿真分析。
通过对模型进行力学建模和动力学分析，研究悬架对车辆性能、悬挂系统稳定性和安全性的影响。
关键词：ADAMS/CAR，麦弗逊式悬架，汽车悬架模型，动力学分析，稳定性分析第一章引言汽车悬架是车辆的重要组成部分，它对车辆的性能和安全性有着直接的影响。
因此，汽车悬架的设计和优化对提高车辆性能、保障驾驶安全具有重要的意义。
麦弗逊式悬架是当前流行的一种汽车悬架方案，它具有良好的悬挂性能和稳定性，被广泛应用于各种车型中。
本文将采用ADAMS/CAR软件建立一种基于麦弗逊式悬架的汽车悬架模型，并对其进行仿真分析，研究悬架对车辆性能和稳定性的影响。
第二章麦弗逊式悬架的介绍麦弗逊式悬架是目前最为流行和广泛使用的一种汽车悬架方案，它采用单一控制臂和弹簧/减震器组成，具有良好的悬挂性能和稳定性，被广泛应用于各种车型中。
麦弗逊式悬架的结构简单，发挥了汽车悬架的基本作用，具有卓越的行驶品质和车辆稳定性。
第三章麦弗逊式悬架的建模与分析本文将基于ADAMS/CAR软件对麦弗逊式悬架进行建模，通过对悬架系统进行力学建模和动力学分析，研究悬架对车辆性能、悬挂系统稳定性和安全性的影响。
3.1 悬架系统的建模本文采用ADAMS/CAR软件对麦弗逊式悬架进行建模，建立了悬架系统的三维模型，定义了悬架系统各个部件的尺寸和材料参数，实现了汽车悬架系统的完整仿真。
3.2 动力学分析本文采用了ADAMS/CAR软件自带的仿真分析工具，对汽车麦弗逊式悬架进行了力学建模和动力学分析。
通过对车辆在不同路况、不同速度和不同荷载条件下的行驶状态进行仿真分析，研究了悬架对车辆稳定性的影响，优化了汽车悬架的结构和参数设计。
3.3 稳定性分析本文还对汽车麦弗逊式悬架进行了稳定性分析，采用ADAMS/CAR软件自带的分析工具，对车辆在高速运动、制动和转弯时的稳定性进行了仿真分析。
基于ADAMS的麦弗逊式悬架的优化分析
北京汽车・基于ＡＤＡＭＳ的麦弗逊式悬架的优化分析・文章编号：１００２－４５８１（２００８）０１－００１２－０３基于ＡＤＡＭＳ的麦弗逊式悬架的优化分析李尊远，李海波ＬＩＺｕｎ－ｙｕａｎ，ＬＩＨａｉ－ｂｏ（武汉理工大学，湖北武汉４３００７０）摘要：为了解决前轮磨损的问题，文中以多刚体系统动力学理论为基础，应用机械系统动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ建立麦弗逊悬架模型，并应用ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ模块进行运动分析并对悬架的结构进行优化，得出优化的悬架布置方案，从而减小了轮胎的磨损。
关键词：ＡＤＡＭＳ；麦弗逊独立悬架；仿真优化中图分类号：Ｕ４６３．３３文献标识码：Ａ０引言麦弗逊独立悬架具有结构简单、质量轻、发动机及转向系易于布置、适合同多种形式的弹簧相匹配以及能实现车身高度的自动调节等优点。
但是由于其自由度的减少，运动特性的可设计性不如其他独立悬架。
麦弗逊悬架的主销轴线位于减震器上支点和下摆臂外支点的连线上，因此当悬架变形时，主销轴线也随之改变，车轮定位参数和轮距也都会相应改变，若变化量太大，就会影响汽车产品的使用性能（如转向沉重、摆振、轮胎偏磨、影响轮胎使用寿命等）。
针对轮胎偏磨的问题，在设计过程中，应用ＡＤＡＭＳ建立该悬架模型，再通过ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ模块进行仿真分析及优化设计。
１建立悬架模型１．１建立模型由于麦弗逊悬架左右悬架对称，所以只对左悬架进行分析。
１／２麦弗逊悬架由车身、下摆臂总成、转向节总成、转向拉杆、车轮以及减振器和螺旋弹簧组成。
建立麦弗逊悬架模型的关键就是确定硬点，硬点是指各零件间连接处的关键几何定位点，确定硬点就是在子系统坐标系中给出零件之间连点的几何位置。
根据绝对坐标系（取两侧车轮接地印迹中心点连线的中点坐标原点，车辆的行驶方向为ｘ轴负向，ｙ轴由坐标原点指向驾驶员右侧，ｚ轴则符合右手螺旋法则垂直向上），硬点的坐标值通常可由零件图纸得到。
此悬架左半边硬点绝对坐标值如表１所示。
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１ 模型分析
悬架的结构特点对操纵稳定性和平顺性的影响 至关重要。麦弗逊悬架左右对称于汽车纵向平面， 由 车身 １、减震器上体 ３、转向节总成 ４（包括减震器下
１
Ａ
２
３
４
５６
Ｈ
Ｂ
Ｃ
７
８
Ｇ
ＥＤ
Ｆ
图 １ 前悬架二维示意图
刘进伟 等： 基于 ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ 的麦弗逊悬架优化设计
２００６ 年 ９ 月
体、轮 毂 轴 、制 动 底 板 等）、转 向 横 拉 杆 ５、转 向 器 齿 条 ６、下摆臂 ７ 及车轮总成 ８ 组成， 具体结构见图 １ 与表 １。各刚体之问的连接关系如下： 减震器上端 ３ 与车身 １ 的连接点用球铰约束； 转向节总成 ４ 与减 震器上体 ３ 用圆柱铰约束， 只能沿轴线移动和转动； 下摆臂一端通过转动铰 Ｆ 和 Ｇ 与车身相连 （其中一 个为虚约束）， 另一端通过球铰 Ｅ 与转向节总成相 连； 转向横拉杆一端通过球铰 Ｂ 与转向节总成相 连， 另一端通过球铰 Ｈ 与转向齿条相连。在进行运 动分析时， 转向齿条通过固定副与车身相连， 车轮总 成和转向节总成也通过固定副相连， 车身相对地面 不动。
ａｎａｌｙｓｅｓ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｒｉｚｅｓ ｓｏｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｗａｓ ｕｎｃｏｖｅｒｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ
ｔｈｅｏｒｙ． Ｉｎ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｈａｎｄｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．
Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｐｈｅｒ ｓｏｎ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＤＡＭＳ ／ＣＡＲ
１
２
１
Ｌｉｕ Ｊｉｎｗｅｉ ， Ｗｕ Ｚｈｉｘｉｎ ， Ｘｕ Ｄａ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ；
０．０
２５．０
５０．０
长 度 （ｍｍ）
图 ７ 轮距变化曲线
转角控制在一定的范围内， 否则不仅影响汽车的操 纵稳定性， 而且会加剧轮胎的磨损。图上可以看出转 向角过大。
轮距变化量： 图 ７ 为左右车轮轮距变化量。跳动 时， 车轮绕瞬时中心摆动， 左右轮之间的距离必然产 生变化。轮距的变化一方面影响汽车的操纵稳定性。 另一方面， 由于轮胎的横向滑移， 导致轮胎的磨损， 降低了轮胎的使用寿命。设计时应尽量控制轮距变 化 量 ， 一 般 轿 车 的 轮 距 变 化 应 在 － ５ｍｍ ／５０ｍｍ～５ ｍｍ ／５０ｍｍ 之间， 图中轮距变化量为－ ８ｍｍ ／５０ｍｍ～ ８ｍｍ ／５０ｍｍ， 偏大。
ＡＤＡＭＳ （Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ， 机械系统动力学仿真分析软件） 中 的 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， 能快速 建造高精度的参数化虚 拟 汽 车 模 型 。ＣＡＲ 模 块 是 ＡＤＡＭＳ 软件包中的一个专业化模块， 主要用于对 轿 车 （包 括 整 车 及 各 个 总 成 ）的 动 态 仿 真 与 分 析 。 对 于悬架系统来说， ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ 在仿真结束后， 可自 动计算出 ３８ 种悬架特性， 根据这些常规的悬架特 性， 用户又可定义出更多的悬架特性， 产品设计人员
ｂｒｉｎｇｓ ｍａｎｙ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｔｏ ｃｏｍｐｕｔｅ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ｔｈｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ａ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｃａｒ，
（ １． 武汉理工大学汽车工程学院， 湖北 武汉 ４３００７０； ２． 中国汽车技术研究中心， 天津 ３００１６２）
摘要： 汽车悬架系统为一多体系统， 部件之间的运动关系十分复杂， 传统的人工计算很难将悬架的各种特性表述清
楚。以国产某轿车为例， 应用多体运动学与动力学仿真软件 ＡＤＡＭＳ 中的 ＣＡＲ 专业模块建立该车的前后悬架多刚
２００６ 年第 ９ 期 （２总００第６ 年１８第２ 期９ ）期
农业装备与车辆工程 ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＥＱ农Ｕ业ＩＰ装ＭＥ备Ｎ与Ｔ 车＆ 辆ＶＥ工Ｈ程ＩＣＬＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｎｏ．９ ２００６ （ Ｔｏｔａｌｌｙ １８２）
基于 ＡＤＡＭＳ ／ ＣＡＲ 的麦弗逊悬架优化设计
１
２１Βιβλιοθήκη 刘进伟 ， 吴志新 ， 徐达
１ ／２ 前麦弗逊悬架约束方程数目为： ｍ＝６×１＋５× ３＋４×３＋３×２＝３９
１ ／２ 悬架自由度 ＤＯＦ＝６×７－ ｍ＝３ 也就是说， １ ／２ 前悬架有 ３ 个自由度， 它们分别 是： 车轮绕着车轴的转动、车轮绕主销的转动和车轮 的上下跳动。 应用 ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ 对悬架系统进行建模原理相 对比较简单， 模型原理与实际的系统相一致。考虑 到汽车基本上为一纵向对称系统， 软件模块已预先 对建模过程进行了处理， 产品设计人员只需建立左 边或右边的 １／２ 悬架模型， 另一半将会根据对称性 自动生成。 在建立这个模型前， 必须先对悬架系统进行合 理简化。从汽车动力学的角度出发， 有人提出如下假 设。假设一： 前悬架系统各个刚体（车轮除外）相对于 整车而言， 其质量是微不足道的， 在建模过程中可以 忽略不计。这样前悬架系统每个刚体在各个方向的 惯性力均为零。由于每个刚体具有位移和速度， 因而 称其为悬架准动力学模型。假设二： 由于某些铰链在 一些方向的力的约束真值比较小， 对整车动力学的 影响可以忽略不计， 也假设其为零。例如球铰在三个 方面的力矩约束均为零。由于将悬架系统视为无质 量的传力杆系机构， 因而计算出的各刚体的内力和 内力矩更接近实际状况， 并可以将仿真工况扩大到 极限运动和危险运动等大运动范围的仿真。 先用 ＡＴＯＳ 扫描仪测出前悬架各个关键点的坐 标， 然后修改 ＣＡＲ 模块自带的麦弗逊前悬架硬点参 数， 所建立的虚拟样机模型如图 ２ 所示。在本次仿 真分析中， 将建立一个虚拟激振台， 设置上下激振位 移为 ５０ｍｍ， 以左右车轮同步上下跳动来计算悬架 跳动过程中主要性能参数的变化规律。
前束角： 设计时希望在车轮跳动时前束角不变或 变化幅度较小。前束变化的较理想特性值为： 前轮上 跳时， 为零至负前束（－ ０．５°／５０ｍｍ） ， 图 ３ 中前轮上跳 时， 前束变化值为 ０～－ １．９°／５０ｍｍ， 不满足设计要求。
主销后倾角： 主销后倾角对转向时的车轮外倾 角变化影响较大。若主销后倾角设计较大， 则外侧转 向轮的外倾角会向负方向变化。当前轮主销后倾角 较大时， 需增加前轮转向所必须的横向力， 以抵消外 倾推力， 这样不仅转向弱， 而且最大横向加速度也会
角 度 （°） ４．０
２．５
主销后倾角变化曲线
１．０
前轮外倾角变化曲线
－ ０．５ 前轮前束角变化曲线
－ ２．０
－ ５０．０
－ ２５．０
２５．０
５０．０
长 度 （ｍｍ）
图 ３ 前轮定位角曲线图
增大。一般认为合理的主销后倾角为 ２°～３°。图 ３ 所 示主销后倾角变化曲线， 变化范围在 ３°附近， 偏大。 １．２ 悬架刚度与侧倾角刚度
５．０Ｅ＋００５
０．０ － ５０．０ － ２５．０ ０．０ ２５．０ ５０．０ 长 度 （ｍｍ）
图 ５ 侧倾角刚度变化曲线
悬架刚度： 图 ４ 为悬架刚度变化曲线。随着车 轮的由下往上跳动， 悬架刚度不断减小。设计时应 尽量避免， 需要改进。
侧倾角刚度： 图 ５ 为侧倾角刚度变化曲线。从 图中可以看出， 压缩时侧倾刚度减小， 意味着在侧向 加速度增大时悬架的抗侧倾能力反而减弱， 设计时 不希望出现。 １．３ 车轮跳动产生的转向角、轮距变化量
车轮跳动产生的转向角： 图 ６ 为转角变化曲线， 左、右车轮变化相反。在车轮跳动过程中， 方向盘固 定， 由于转向拉杆的作用， 左右车轮会产生绕主销的 转动， 从而使左右车轮产生转向角。一般要求将该
２．５
１．２５
角度（ ）°
０．０
－ １．２５
５．０
角度（ ）°
０．０
－ ５．０
－ １０．０
－ ５０．０ － ２５．０
点／抬头变化量： 点／抬头性能影响乘坐舒适性， 是悬架设计中的一项重要指标。从图 ８ 和图 ９ 中可
长 度 （ｍｍ）
０．７０
０．６５
０．６０
０．５５
０．５０
０．４－５５０．０ － ２５．０
０．０
２５．０
５０．０
长 度 （ｍｍ）
图 ８ 点头量变化曲线
２．０
长 度 （ｍｍ）
１．５
１．０
－ ．２５
－ ５０．０ － ２５．０
·３５·
２００６ 年第 ９ 期
农业装备与车辆工程
４５０．０
１０．０
悬 架 刚 度 （Ｎ／ｍｍ）
３３７．５
２２５．０
１１２．５
０．０
－ ５０．０ － ２５．０
０．０
２５．０
５０．０
长 度 （ｍｍ）
图 ４ 悬架刚度变化曲线
２．０Ｅ＋００６
侧 倾 角 刚 度 （Ｎ／ｍｍ）
１．５Ｅ＋００６
１．０Ｅ＋００６