汽车悬架系统动力学研究完整版
车辆悬挂系统动力学特性研究
车辆悬挂系统动力学特性研究车辆悬挂系统是车辆传动系统中一个非常重要的组成部分。
它不仅对驾驶员的驾驶感受起着重要的影响，还直接关系到车辆的操控性、行驶稳定性和行驶安全性。
因此，对车辆悬挂系统的动力学特性进行研究,对于提高车辆性能和驾驶舒适度具有重要意义。
首先，我们来了解一下什么是车辆悬挂系统。
车辆悬挂系统的主要功能是通过减震和支撑来保持车辆底盘的相对稳定。
它由悬挂弹簧、减振器、悬挂臂等组成，其中悬挂弹簧主要用于支撑车身重量，而减振器则负责消除车身因路面不平造成的震动。
这些组件在行驶过程中会产生一系列动力学特性，如悬挂系统的自由度、自由回复振荡和纵向振动等。
对于车辆悬挂系统的研究，最主要的目的是探究车辆悬挂系统在运动过程中的动力学响应特性。
其中一项重要的研究内容是车辆悬挂系统的垂直传力特性。
这是指在车辆行驶中，悬挂系统所受到的垂直力变化情况。
这一特性直接决定了车辆行驶时的平稳性和舒适性。
为了研究车辆悬挂系统的动力学响应特性，我们可以通过数学模型和仿真方法来进行分析。
数学模型可以用来描述车辆悬挂系统在不同道路条件下的动力学行为。
而仿真方法则可以通过模拟车辆在不同悬挂系统参数下的运动状态，进一步研究其动力学特性。
在研究过程中，我们发现悬挂系统的刚性和阻尼对车辆的动力学响应有着重要影响。
悬挂系统的刚性主要决定了车辆的悬挂频率和自然频率，而阻尼则决定了车辆的阻尼比和阻尼比下的振幅。
通过调节悬挂系统的刚性和阻尼参数，我们可以改变车辆悬挂系统的动力学特性，从而提高车辆的操控性和驾驶舒适度。
除了数学模型和仿真方法，实验研究也是研究车辆悬挂系统动力学特性的常用手段之一。
实验研究可以通过安装传感器和数据采集设备来记录车辆在行驶过程中的各种动力学参数，如加速度、位移和力等。
通过分析这些实验数据，我们可以更加精确地了解车辆悬挂系统的动力学特性，并可以验证和修正数学模型和仿真结果。
在实际工程应用中，我们可以根据对车辆悬挂系统动力学特性的研究成果，来优化悬挂系统的设计。
第七章 汽车悬架控制系统动力学
第七章汽车悬架控制系统动力学7.1 概述悬架系统是指车身与车轴之间连接的所有组合体零件的总称。
一般由弹性元件、减振装置和导向机构组成，有些还装有横向稳定杆、缓冲块等。
悬架系统的基本功能可以归纳为以下几条：1. 缓和路面不平的冲击，使汽车行驶平顺、乘坐舒适；2. 车轮跳动时使车轮定位参数变化小，保证良好的操纵稳定性；3. 使车轮与地面有良好附着性，较小车轮动载变化，以保证良好的安全性。
悬架按控制力学的角度可以分为被动悬架和主动悬架两大类。
被动悬架即常规悬架，按导向机构型式又可分为非独立悬架、独立悬架、复合式悬架(半刚性悬架)三种[3]。
主动悬架可分为全主动式悬架、半主动悬架、主动阻尼式悬架几种。
下面首先介绍一下各种被动悬架的特点，主动悬架将在本章第4节中详细介绍。
非独立悬架的特点是左右车轮用一根刚性轴连接起来，并通过悬架与车身(或车架)相连。
其典型代表是纵置板簧式悬架。
其优点是结构简单，制造成本低，维修方便；其缺点是非簧载质量大，所需空间大，而且容易产生陀螺效应，引起前轮摆振。
独立悬架的特点是左右车轮不连在一根车轴上，单独通过悬架与车身(或车架)相连，每个车轮能独立上下运动。
独立悬架有双横臂式、麦克弗逊式、纵臂式、斜臂式等几种。
其优点是非簧载质量小，不易产生陀螺效应，发动机、行李箱布置空间大，而且越野性好；缺点是结构复杂，成本高。
图 7-1 复合式悬架示图复合式悬架由焊在一根横梁上的2根纵向摆臂组成(见图9-1)。
这根横梁承受所有的垂直力和侧向力产生的力矩，并且必须可扭转，同时起到横向稳定杆的作用[9]。
其优点是整个车轴便于拆装，行李箱空间大，车轮上下跳动时，前束、轮距几乎不产生变化等；其缺点是侧倾中心低，易产生过多转向(利用轨迹校正轴承加以克服)。
根据汽车整车性能对悬架的要求，通常用以下三个参数来评价悬架的优劣，即： 车身垂直加速度(舒适性)；车轮相对动载(安全性)；弹簧行程(弹簧寿命)。
在设计时，这三个量应尽可能小，但在客观上存在矛盾，特别是对常规的被动悬架而言。
车辆动力学与悬挂系统
车辆动力学与悬挂系统车辆动力学是研究车辆运动原理和性能的科学，而悬挂系统是车辆动力学中至关重要的组成部分。
本文将介绍车辆动力学和悬挂系统的基本原理，并探讨它们对车辆行驶性能和安全性的影响。
一、车辆动力学的基本原理车辆动力学研究的是车辆在运动过程中所受到的各种力和力的相互作用。
它涉及诸多因素，包括车辆的质量、惯性、驱动力、制动力、轮胎附着力等。
了解这些基本原理对于设计高性能和安全的车辆至关重要。
1.1 车辆质量和惯性车辆的质量决定了它在运动过程中所受到的力的大小和方向。
质量越大，惯性也越大，车辆对外力的变化反应越迟钝。
这会对车辆的操控性和稳定性产生重要影响。
1.2 驱动力和制动力驱动力和制动力是车辆行驶中最常用到的力。
驱动力使车辆加速或保持匀速行驶，而制动力则使车辆减速或停止。
合理和精确地控制驱动力和制动力，可以提高车辆的运动性能和驾驶舒适性。
1.3 轮胎附着力轮胎附着力是车辆行驶安全性的关键因素之一。
良好的轮胎附着力可以提供足够的抓地力，使车辆在转弯、加速或刹车时更加稳定。
轮胎的选择和悬挂系统的调校对轮胎附着力有着直接的影响。
二、悬挂系统的基本原理悬挂系统是连接车身和车轮的重要组成部分，它不仅可以提供悬挂和支撑车身的功能，还对车辆行驶的舒适性、稳定性和操控性起着重要作用。
根据不同的需求和应用场景，悬挂系统有多种类型和结构。
2.1 悬挂系统的主要功能悬挂系统的主要功能是减震和支撑车身。
在行驶过程中，悬挂系统可以通过减震装置吸收来自不平路面的冲击，提供更加舒适的乘坐感受。
同时，悬挂系统还要支撑车身，使车辆保持稳定的姿态。
2.2 悬挂系统的类型根据悬挂系统的结构和工作原理，可以将其分为独立悬挂系统和非独立悬挂系统。
独立悬挂系统的各个轮子都有独立的悬挂装置，可以单独响应路面的不平。
而非独立悬挂系统的各个轮子之间存在一定的连接，受到的力会相互影响。
2.3 悬挂系统对车辆性能的影响悬挂系统对车辆的性能有着直接的影响。
汽车悬架系统动力学模型的研究
1 绪论随着社会的发展和文明的进步，汽车作为一种交通工具，已成为人们出行的主要选择，汽车乘坐的安全性、舒适性已成为世人关注的焦点。
汽车作为高速客运载体，其运行品质的好坏直接影响到人的生命安全，因此，与乘坐安全性、舒适性密切相关的轿车动力学性能的研究就显得非常重要。
悬架系统汽车的一个重要组成部分，它连接车身与车轮，主要由弹簧、减震器和导向机构三部分组成。
它能缓冲和吸收来自车轮的振动，传递车轮与地面的驱动力与制动力，还能在汽车转向时承受来自车身的侧倾力，在汽车启动和制动时抑制车身的俯仰和点头。
悬架系统是提高车辆平顺性和操作稳定性、减少动载荷引起零部件损坏的关键。
一个好的悬架系统不仅要能改善汽车的舒适性，同时也要保证汽车行驶的安全性，而提高汽车的舒适性必须限制汽车车身的加速度，这就需要悬架有足够的变形吸收来自路面的作用力。
然而为了保证汽车的安全性，悬架的变形必须限定在一个很小的范围内，为了改善悬架性能必须协调舒适性和操作稳定性之间的矛盾，而这个矛盾只有采用这折衷的控制策略才能合理的解决。
因此，研究汽车振动、设计新型汽车悬架系统、将振动控制在最低水平是提高现代汽车性能的重要措施[1][2]。
1.1 车辆悬架系统的分类及发展按工作原理不同，悬架可分为被动悬架(Passive Suspension)、半主动悬架(Semi-Active Suspension)和主动悬架(Active Suspension)三种，如图1.1所示[3]。
（a）被动悬架 (b)全主动悬架 (c)半主动悬架图 1.1 悬架的分类图1.1中Mu为非簧载质，Ms为簧载质量，Ks为悬架刚度，Kt为轮胎刚度；C1为被动悬架阻尼，C2为半主动悬架可变阻尼，F为主动悬架作动力。
目前我国车辆主要还是采用被动悬架(Passive Suspension)。
其两自由度系统模型如图1.1(a)所示。
传统的被动悬架一般由参数固定的弹簧和减振器组成，其弹簧的弹性特性和减振器的阻尼特性不能随着车辆运行工况的变化而进行调节，而且各元件在工作时不消耗外界能源，故称为被动悬架。
汽车悬架系统动力学研究剖析
汽车悬架系统动力学研究剖析汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一，它承担着减震、支撑车身、提供舒适性、保证车辆操控性的重要功能。
随着汽车技术的不断发展，对汽车悬架系统的要求也越来越高。
本文将对汽车悬架系统的动力学研究进行剖析，从力学角度探讨悬架系统的运动规律和影响因素。
汽车悬架系统的动力学研究主要包括悬架系统的振动、冲击与控制。
悬架系统的振动是指汽车在不同路面条件下的颠簸现象，这种振动会直接影响到车辆的行驶舒适性和操控性能。
冲击则是指车辆在行驶过程中遇到的突然上升或下降的力，这种冲击会对车辆的稳定性和安全性造成影响。
控制则是指通过悬架系统的特性调整，来保持车辆的稳定性和操控性能。
悬架系统的振动主要通过弹簧和减振器来吸收和控制。
弹簧是悬架系统的主要支撑元件，它能够通过储存和释放能量，来实现对车身的支撑。
而减振器则主要用于控制车身在弹簧的作用下产生的振动，使车身保持平稳。
这两个元件的组合和特性对车辆的振动特性起着至关重要的作用。
悬架系统的冲击主要通过减震器来控制。
减震器是悬架系统中的关键元件，它能够通过阻尼力来减缓车身的冲击，从而使车辆在行驶过程中更为稳定和安全。
减震器的阻尼特性和调节方式对车辆的冲击响应有着直接的影响。
悬架系统的控制主要是通过悬架系统的参数调节和悬架控制系统来实现。
悬架系统的参数调节包括弹簧刚度、减振器的阻尼特性等，通过调整这些参数，可以实现对车辆振动和冲击的控制。
而悬架控制系统则是指通过电子控制单元（ECU）来感知车辆的运动状态，并通过调节悬架系统的特性，来实现对车辆悬架系统的控制。
这种控制方式可以使得悬架系统根据不同的路面、驾驶条件和驾驶模式进行调节，从而提供更好的行驶舒适性和操控性能。
除了悬架系统的振动、冲击和控制外，悬架系统的动力学研究还包括悬架系统的动力学建模和优化设计。
动力学建模是指通过建立悬架系统的数学模型，来研究悬架系统的振动、冲击和控制特性。
优化设计则是指通过分析悬架系统的动力学特性和需求，对悬架系统的结构和参数进行优化，以提高悬架系统的性能和效能。
车辆悬架动力学优化研究(ADAMS)
双横臂式独立悬架
?？ 空间机构复杂，给运动学、动力学
分析带来较大困难.
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传统研究方法：图解法 分析计算法 多自由度的质量—阻尼刚体模型 缺点：结果误差较大，费时费力 解决方法： 虚拟样机技术(VP-Virtual Prototyping) 虚拟样机技术是采用计算机仿真与虚拟 技术，在计算机上通过CAD/CAM/CAE等技术 把产品的资料集成到一个可视化的环境中， 实现产品的仿真、分析..
车辆悬架动力优化研究
抹布
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1.1 车辆动力学的研究背景
背景：
现代汽车对乘坐的舒适性和行驶安全 性的要求越来越高，而悬架性能是影响汽 车行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性 的重要因素，设计一个具有良好综合性能 的悬架成为现代汽车研究的一个重要课题。
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1.2 车辆系统动力学的研究现状 20世纪30年代，独立悬架Lanchester(U.A),Olley(U.S.A) 20世纪50年代,“关于对汽车稳定性的控制及轮胎 性能的研究”机械工程师学会(IMechE ) 1993年, “关于车辆舒适性和操作 性 ”Segel(IMechE) 先进控制理论和技术的应用也极大的推 动了车辆动力学的发展: ABS(Anti-lock Braking System)防抱死制动系统 TCS(Traction Control System)驱动力控制系统
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150.0 100.0
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车轮跳动量/mm
50.0 0.0 -50.0
车轮跳动量/mm
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-100.0 3.5 4.0 4.5
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主销后倾角/° 主销后倾角与车轮跳动的动力学关系
悬架动力学分析报告
编号: 悬架系统动力学分析报告项目名称：A级两厢轿车设计开发项目代号:编制：校对：审核: __________________ 批准：日期：2006.12日期：___________________ 日期：_ —日期：目录1分析目的 (2)2 ADAM模型的建立 (2)3前悬架系统动力学仿真分析结果 (5)3.1前悬架系统在侧向力作用下的分析结果 (5)3.2前悬架系统在纵向力作用下的分析结果 (5)3.3前悬架系统在垂向力作用下的分析结果 (6)4后悬架系统动力学仿真分析结果 (7)4.1后悬架系统在侧向力作用下的分析结果 (7)4.2后悬架系统在纵向力作用下的分析结果 (8)4.3后悬架系统在垂向力作用下的分析结果 (8)5悬架系统动力学仿真分析结论 (9).71分析目的本分析将根据设计部门提供的相关参数和数模，运用ADAM 软件对长城G08 车的前、后悬架进行动力学分析，考察前、后悬架车轮的外倾角、前束角参数在 车轮受侧向力、纵向力、垂向力作用下的变化情况。
2 ADAMS 模型的建立根据装配好的前、后悬架半载状态的 UG 模型，选取关键点，添加合适的运 动副、弹性元件等连接部件，输入各弹性元件的相关参数, 建立相应的ADAM 仿真分析模型，前、后悬架模型如下图 1图2所示:iravityi-fl30FWERKW 17SHIN oufler J.fcWF w EH ;<3ftmperUpper_flxmWSHINOj9sr_fr.MARI IfimperUpperJr.cm庙悶1图1前悬架ADAM 分析模型稣Hnqupper 日初 cmhgupj]i?rtian..&^Rit ；E 隴J 05?D828prripe :■ flhiiij-.11 kk ■. i ■ f-i m. .'SUpperPan MARKER.®Jd?KER 13图2后悬架ADAM 分析模型前悬架左边各部件之间主要的连接关系如下图 3与表1所示:||> 1 ：ier_fl I ： F2Q8 9 107百 EF I - JDwsr fl .ice T1TipefTower_fl.toR4也出fl.cmbleRad fl.cm图3前悬架左边各部件之间的连接关系图后悬架左边各部件之间主要的连接关系如下图4与表2所示:图4后悬架左边各部件之间的连接关系图前悬架定位参数的分析内容如下:（1）车轮外倾（2）车轮前束（3）主销后倾（4）主销内倾（5）轮距后悬架定位参数的分析内容如下:（1）车轮外倾（2）车轮前束（3）轮距3前悬架系统动力学仿真分析结果在两侧车轮接地点分别施加相同的侧向力、纵向力、垂向力，通过仿真计算, 得到前束角、前轮外倾角分别在侧向力、纵向力、垂向力作用下的变化关系曲线，如图3〜8所示：注：下图线纵坐标为相应车轮定位参数，横坐标为车轮接地点受力。
悬架动力学分析内容
前麦弗逊悬架简单动力学仿真1、前轮外倾角的变化2、主销后倾角变化3、主销内倾角变化4、主销偏移距变化5、前轮前束角变化
扭力梁后悬架的简单设计
扭力梁后悬架计算及特性分析1、侧向力分析2、车轮反向跳动分析3、侧倾中心高分析
用adams insigjht对前麦弗逊悬架优化
根据优化后得到的硬点重新建立麦弗逊悬架模型用adams insigjht对扭力梁后悬架优化
根据优化后得到的硬点重新建立扭力梁悬架模型用adams car整车操纵稳定性、平顺性仿真分析
14周-15周
16-19（最好能放到暑假做）暑假
暑假
暑假
暑假
暑假。
基于车辆动力学的悬挂系统参数优化研究
基于车辆动力学的悬挂系统参数优化研究随着汽车工业的不断发展，悬挂系统作为汽车的重要组成部分之一，对车辆性能和舒适性起着至关重要的作用。
悬挂系统的设计和优化是提高汽车行驶稳定性、提升乘坐舒适性的关键因素之一。
本文将基于车辆动力学的角度，研究悬挂系统参数的优化问题。
一、悬挂系统的作用悬挂系统是车辆与地面之间的连接器，主要起到减震和支撑的作用。
它可以使车辆在行驶过程中保持良好的路感，提高乘坐舒适性和操控性。
悬挂系统通过减震器、弹簧、悬臂等组成，这些组件之间的参数设置直接影响到车辆的悬挂特性。
二、车辆动力学模型为了研究悬挂系统参数的优化问题，需要建立车辆动力学模型。
车辆动力学模型可以描述车辆在行驶过程中的受力和运动状态。
通常，车辆动力学模型包括纵向模型和横向模型，其中纵向模型用于研究车辆加速和制动等纵向运动，横向模型用于研究车辆转弯等横向运动。
三、悬挂系统参数的优化方法1. 实验方法：实验方法是最常用的优化悬挂系统参数的方法之一。
通过在实际道路上进行测试，收集车辆的运动数据和驾驶员的主观感受，然后通过分析数据来优化悬挂系统的参数。
这种方法的优点是直观、实用，但是需要大量的实验数据支持。
2. 数值模拟方法：数值模拟方法是一种基于计算机模型的优化方法。
通过建立车辆动力学模型和悬挂系统的数学模型，可以通过计算机仿真的方式来进行参数优化。
数值模拟方法可以节省时间和成本，但是需要准确的模型和数据输入。
四、悬挂系统参数的优化目标悬挂系统参数的优化目标通常包括车辆的悬挂舒适性和稳定性。
悬挂舒适性是指车辆在通过不平路面时，乘坐者的感受程度。
对于乘坐舒适性来说，悬挂系统应该能够减少震动和冲击，使乘坐者感到舒适。
而车辆的稳定性是指车辆在高速行驶和转弯时的稳定性能，悬挂系统应该能够保持车辆的稳定性，提高车辆的操控性。
五、结论本文基于车辆动力学的角度，研究了悬挂系统参数的优化问题。
悬挂系统作为汽车的重要组成部分，对车辆性能和舒适性有着重要的影响。
汽车悬挂系统的动力学性能研究
汽车悬挂系统的动力学性能研究悬挂系统是汽车的重要组成部分，对汽车的行驶稳定性、舒适性和安全性有着重要的影响。
本文将对汽车悬挂系统的动力学性能进行研究，探讨各种参数对汽车悬挂系统的影响。
一、悬挂系统的基本原理悬挂系统通过连接车身和车轮，起到减震和支撑的作用。
它由弹簧、减振器和悬挂装置组成。
弹簧提供弹性支撑力，减振器用于吸收和消散振动能量，悬挂装置则连接弹簧和减振器。
二、悬挂系统的动力学参数1. 自由长度（Free Length）：指弹簧在无任何载荷和自身重量作用下的长度。
2. 刚度（Stiffness）：指弹簧在单位变形时提供的弹性支持力。
3. 阻尼（Damping）：指减振器在振动过程中吸收和消散的能量。
4. 冲击减缓（Impact Absorption）：指悬挂系统对于冲击的吸收能力。
5. 自由回弹（Free Rebound）：指悬挂系统在载荷突然消失时的回弹情况。
三、参数对悬挂系统的影响1. 刚度对悬挂系统的影响刚度的增加会使得悬挂系统更加坚固，减小车身的倾斜和侧倾，提高行驶稳定性。
然而，过高的刚度也会降低车辆的乘坐舒适性。
因此，刚度的选择需要综合考虑车辆的使用环境和舒适性需求。
2. 阻尼对悬挂系统的影响阻尼的增加可以有效地减少车身的弹跳和摇晃，提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
但是，过高的阻尼会降低车辆的悬挂效率，影响悬挂系统的工作性能。
3. 悬挂装置对悬挂系统的影响悬挂装置的形式多样，如麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式等。
不同的悬挂装置对车辆的稳定性、行驶性能和悬挂效果有着不同的影响。
在设计和选择悬挂装置时，需要根据车辆的类型和用途进行合理的匹配。
四、悬挂系统的优化方法1. 悬挂系统的参数调整通过调整悬挂系统的刚度和阻尼等参数，可以在保证行驶稳定性的前提下，提高乘坐舒适性。
2. 悬挂系统的材料选择选择合适的材料可以提高悬挂系统的刚度和强度，提高其疲劳寿命和耐久性。
3. 悬挂系统的结构优化通过优化悬挂系统的结构设计，如减小悬挂部件的质量和惯性矩，可以提高悬挂系统的动力学性能和能效。
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计
汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计作为汽车底盘中重要的一部分，悬架系统承担着车身支撑以及减震的重要功能。
一个优秀的悬架系统可以提供良好的操控性和驾驶舒适性，对汽车的性能和安全性有着至关重要的影响。
本文将探讨汽车底盘悬架系统的动力学建模与优化设计，旨在提升汽车悬架系统的性能。
一、悬架系统动力学建模悬架系统的动力学建模是优化设计的基础。
动力学建模的目的是描述悬架系统在不同工况下的运动规律和力学特性。
常用的悬架系统动力学模型包括质点模型、弹簧-阻尼-质量模型以及多体动力学模型等。
质点模型是最简单的悬架系统动力学模型，它基于质点运动学和动力学原理来描述悬架系统的运动规律。
质点模型可以用来分析悬架系统的振动特性和悬架与车身的相对运动。
弹簧-阻尼-质量模型是一种常用的悬架系统动力学模型，它把悬架系统看作是由弹簧、减震器和质量单元组成的动力学系统。
这种模型能够更加准确地描述悬架系统的力学特性，包括悬架系统的减震性能和下垂量等。
多体动力学模型是最复杂的悬架系统动力学模型，它考虑了悬架系统的多个部件之间的相互作用。
多体动力学模型可以有效地预测悬架系统在复杂路况下的运动规律和力学响应。
二、悬架系统优化设计基于悬架系统的动力学模型，可以进行悬架系统的优化设计。
悬架系统的优化设计旨在提升汽车的操控性、驾驶舒适性和安全性。
1. 悬架系统刚度与减震器调校悬架系统刚度对汽车的操控性和驾驶舒适性有着重要的影响。
较高的悬架系统刚度可以提高车辆的操控性能，但对驾驶舒适性会产生不利影响。
因此，在悬架系统的优化设计中，需要根据车辆的使用环境和性能要求来选择合适的悬架系统刚度。
减震器是悬架系统中起到减震功能的重要部件。
通过对减震器的调校，可以改善车辆在不同路况下的驾驶舒适性和操控性能。
减震器调校需要考虑悬架系统的刚度、减震器特性以及车辆的动力学特性等因素。
2. 悬架系统动态特性与操控性优化悬架系统的动态特性对车辆的操控性能有着重要的影响。
【精品版】工程力学-一个典型汽车非线性悬架系统的动力学行为研究
河南科技大学毕业设计（论文）题目一个典型汽车非线性悬架系统的动力学行为研究姓名毛加鑫学院土木工程学院专业工程力学121指导教师韩彦伟年月日摘要悬架系统是汽车的重要组成部分，是连接车身与车轮之间的弹簧、减振器、导向机构等部件的总称，设有横向稳定器和缓冲块。
悬架系统传递轮胎到车体的驱动力，缓冲吸收地面的激励振动，还能够在汽车加速减速时减少车身的俯仰和前倾，并且影响汽车行驶稳定性，安全性，保障汽车零件长久使用，加强乘坐人员舒适度的重要部分。
悬架系统中存在大量的复杂的非线性特征元件，如弹性原件，阻尼原件等。
模拟汽车通过不同路况下的路面时汽车的运动状态，为了保证仿真的真实性，需要建立非线性汽车悬架模型，非线性汽车悬架模型的建立与分析越来越受到人们的关注。
本文通过分析汽车悬架的弹簧与阻尼器的作用方式，建立了简单的单自由度1/4汽车模型。
通过牛顿定律，建立了模型的非线性动力学微分方程，将方程进行无量纲化处理，以便于用MATLAB软件进行数值仿真分析。
在分析了系统中车体相对于路面激励运动状况的同时，为了直观地表现出车体本身的运动规律、振幅大小、平稳性等情况，建立了车体绝对振幅的表达式，运用软件仿真，到得车体非线性振动特性，作出车体相对运动幅频曲线、绝对运动幅频曲线、时间历程图、时间速度图、相图及三维相图。
在此基础上分析了车体重力、阻尼及激励幅值各参数对于车体运动的影响。
关键词：汽车悬架，非线性振动，幅频特性曲线AbstractSuspensionsystemisanimportantpartofthecar, istheconnectionbetweenthebodyandthewheelsofthespring, shockabsorber, guidemechanismandotherpartsofthegeneralterm, withahorizontalstabilizerandbufferblock. Suspensionsystemtiretothevehicledrivingforce, abuffertoabsorbthegroundvibration, butalsotoreducebodypitchandforwardatatimeofaccelerationanddeceleration, andaffectingthedrivingstability, safety, securityautopartsusedforalongtime, strengthenridecomfortistheimportantpart. Therearealargenumberofcomplexnonlinearcharacteristiccomponentsinthesuspensi onsystem, suchastheelasticelement, theoriginaldampingandsoon. Vehicleissimulatedbydifferentroadconditionstothepavementwhenthestateofmotio nofthecar, inordertoensurethatthesimulationauthenticityandneedtoestablishnonlinearvehicle suspensionmodelandnonlinearvehiclesuspensionmodelestablishmentandanalysiso fmoreandmorepeoplehaveattention.Basedontheanalysisoftheeffectofspringanddamperofautomobilesuspension, asimple1/4 vehiclemodelwithsingledegreeoffreedomisestablished. BasedonNewton'slaw, thenonlineardynamicdifferentialequationsofthemodelareestablished, andtheequationsarenon-dimensional. SothenumericalsimulationanalysisiscarriedoutbyusingMATLABsoftware. Ontheanalysisofthesysteminvehiclerelativetotheroadincentivemovementatthesam etime, tovisuallyshowthemovementofthebodyitself, amplitudeandsmooth, theestablishmentoftheexpressionsfortheabsoluteamplitudeofthebody, usingthesimulationsoftware, nonlinearvibrationsofthecarbody, makethebodyrelativemotionamplitudefrequencycurveandabsolutemotionamplitudefrequencycurves, timehistorydiagramandtimevelocity, phasediagramsandthree-dimensionalphasediagram. Onthebasisofthis, theinfluenceofgravity, dampingandexcitationamplitudeonthevehiclebodymotionisanalyzed. KEYWORDS:vehiclesuspension, nonlinearityvibration, Amplitude-frequencyCurve目录第一章引言 (1)1.1 本文的研究背景和意义 (1)1.2 非线性动力学的研究 (3)1.3 国内外研究背景 (3)1.4 课题研究内容 (4)第二章力学模型的建立及运动微分方程的推导 (5)2.1 1/4汽车模型 (5)2.2 车路耦合非线性动力学运动微分方程的建立 (5)2.3 无量纲运动微分方程 (6)2.4 势能函数和力函数分析 (7)2.5 本章小结 (9)第三章系统的幅频特性 (10)3.1 车体重力对系统振动的影响 (10)3.2 阻尼器阻尼对系统振动的影响 (14)3.3 路面激励幅值对系统振动的影响 (20)4.4 本章小结 (25)第四章结论 (27)参考文献 ....................................................... 错误！未定义书签。
汽车底盘悬挂系统的动力学分析
汽车底盘悬挂系统的动力学分析当我们驾驶汽车在路上飞驰时，或许很少会去深入思考汽车底盘悬挂系统所发挥的关键作用。
然而，这个看似低调的系统却对车辆的性能、操控和乘坐舒适性产生着深远的影响。
汽车底盘悬挂系统就像是车辆的“脊梁”，支撑着车身，同时也在不断地应对着路面的各种挑战。
汽车底盘悬挂系统的主要作用在于承受车身重量、传递驱动力和制动力，以及吸收和缓和来自路面的冲击和振动。
它的工作原理并不复杂，但却蕴含着精妙的动力学原理。
从结构上来看，常见的汽车底盘悬挂系统可以分为独立悬挂和非独立悬挂两大类。
独立悬挂系统中，每个车轮都能独立地运动，相互之间的影响较小。
这种设计使得车辆在行驶过程中能够更好地适应路面的不平整度，提供更出色的操控性能和舒适性。
例如麦弗逊式悬挂、多连杆式悬挂等都是常见的独立悬挂形式。
麦弗逊式悬挂结构简单，占用空间小，成本相对较低，广泛应用于前置前驱车型的前轮；多连杆式悬挂则能够更加精确地控制车轮的运动轨迹，提供更高的悬挂刚度和更好的操控稳定性，常见于一些中高端车型。
非独立悬挂系统中，两个车轮通过一根刚性轴连接在一起，当一侧车轮受到冲击时，另一侧车轮也会受到一定的影响。
不过，非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、承载能力强等优点，在一些经济型车型和载重车辆中仍有应用，如扭力梁式悬挂。
在动力学分析中，悬挂系统的弹簧和减震器起着至关重要的作用。
弹簧的主要作用是支撑车身重量，并在车轮受到冲击时吸收能量。
常见的弹簧类型有螺旋弹簧、钢板弹簧和空气弹簧等。
螺旋弹簧是最常见的一种，它具有结构紧凑、成本低的优点；钢板弹簧则多用于载重车辆，能够提供较大的承载能力；空气弹簧则可以根据车辆的负载情况自动调节悬挂高度和硬度，提供更加舒适的驾乘体验。
减震器的作用是抑制弹簧的回弹和振动，使车辆在行驶过程中更加稳定。
减震器内部通常充满了油液，通过活塞的运动来消耗能量。
减震器的阻尼特性对于悬挂系统的性能有着重要影响，如果阻尼过小，车辆在行驶过程中会出现过多的弹跳；如果阻尼过大，则会影响悬挂系统的响应速度和舒适性。
汽车底盘悬挂系统动力学性能分析与优化
汽车底盘悬挂系统动力学性能分析与优化汽车底盘悬挂系统是整车中至关重要的组成部分之一，直接影响着车辆的行驶稳定性、舒适性以及安全性。
悬挂系统的设计和优化对于提高汽车的动力学性能具有重要意义。
本文将对汽车底盘悬挂系统的动力学性能进行分析，并提出相应的优化建议。
一、悬挂系统的功能与特点悬挂系统作为连接车身和车轮的重要桥梁，具有以下功能和特点：1. 吸收和减震功能：悬挂系统能够吸收道路不平和其他冲击，减轻车身对乘客的震动感。
2. 维持车轮与地面接触：悬挂系统能够根据道路情况调整车轮与地面的接触力，保持车辆在行驶中的稳定性。
3. 提供舒适性：悬挂系统能够减少车辆在行驶过程中的颠簸感，提供乘坐舒适性。
4. 支撑重量：悬挂系统能够承受车身和乘客的重量，并保持车身平稳。
二、底盘悬挂系统的动力学性能指标底盘悬挂系统的动力学性能涉及多个指标，如：1. 悬挂系统的刚度：悬挂系统的刚度决定了车辆在悬挂变形时的反弹速度和稳定性。
2. 悬挂系统的阻尼：悬挂系统的阻尼特性影响了车辆在行驶中的减震效果，过硬过软的阻尼都会影响到车辆的稳定性。
3. 悬挂系统的行程：悬挂系统的行程决定了车轮在行驶过程中的跳动程度，过小的行程可能导致悬挂系统无法充分发挥功能。
4. 悬挂系统的几何结构：悬挂系统的几何结构对车辆的操控性能和转向性能有着重要影响。
三、悬挂系统动力学性能分析方法1. 实车测试：通过实车测试可以获取悬挂系统在不同工况下的动力学性能数据，如车轮载荷分布、车辆悬挂变形等。
2. 数值模拟：运用有限元分析方法，建立悬挂系统的数值模型，并通过仿真计算获得悬挂系统的动力学性能指标。
3. 试验台架测试：利用悬挂系统试验台架进行测试，可以模拟真实道路工况，研究悬挂系统的动力学性能。
四、悬挂系统动力学性能优化方法1. 材料优化：选择合适的材料，如高强度钢材或者复合材料，能够提高悬挂系统的刚度和强度，进而改善动力学性能。
2. 几何结构优化：通过优化悬挂系统的几何结构，如减小悬挂系统质量、调整几何参数等，可以改善悬挂系统的动力学性能。
汽车悬挂系统的动力学特性分析与优化
汽车悬挂系统的动力学特性分析与优化第一章引言汽车悬挂系统作为汽车重要的组成部分，对汽车行驶的安全性和舒适性起着至关重要的作用。
本章将介绍汽车悬挂系统的概念和研究意义，并提出本文的研究目标和内容。
第二章汽车悬挂系统的动力学特性分析本章将介绍汽车悬挂系统的动力学特性分析方法。
首先，对汽车悬挂系统的结构和工作原理进行详细解析，包括悬挂系统的组成部分和它们之间的相互作用。
然后，通过建立数学模型，分析悬挂系统在不同工况下的运动特性，包括车辆在行驶过程中的加速度、速度、位移等参数。
最后，使用计算机仿真方法，对不同车辆悬挂系统的动力学特性进行模拟研究，并通过实验验证模型的准确性。
第三章汽车悬挂系统的优化方法本章将介绍汽车悬挂系统的优化方法。
首先，对现有的优化方法进行综述，包括基于试验和数值仿真的优化方法，并分析它们的优缺点。
然后，提出一种基于遗传算法的优化方法，通过优化悬挂系统的设计参数，使得汽车悬挂系统在行驶过程中具有更好的性能和稳定性。
最后，通过实际的案例研究，验证优化方法的有效性和可行性。
第四章汽车悬挂系统的优化实现本章将介绍汽车悬挂系统的优化实现。
首先，对优化实现的流程进行详细介绍，包括建立优化模型、选择适当的优化算法和参数设置等。
然后，通过具体的案例，展示优化实现的过程和结果。
最后，对优化结果进行分析，并与原有设计进行比较，验证优化实现的效果。
第五章汽车悬挂系统的性能评价实验本章将介绍汽车悬挂系统的性能评价实验。
首先，确定汽车悬挂系统的评价指标，包括舒适性、稳定性和操控性等。
然后，设计实验方案，并进行实验数据的采集和处理。
最后，通过实验数据的分析和比较，评价汽车悬挂系统的性能，并针对不足之处提出改进建议。
第六章结论与展望本章将总结全文的研究内容和成果，并对未来的研究方向进行展望。
总结本文的研究目标和内容，总结悬挂系统的动力学特性分析与优化方法，并对实验结果进行分析和讨论。
同时，指出本研究的不足之处，并提出改进和展望。
悬架系统动力学分析及对整车性能影响研究（可编辑）
悬架系统动力学分析及对整车性能影响研究指导教师申请学位级别王堂亟±学科专业名称奎堑王猩..论文提交日期星呈墨论文答辩日期学位授予单位武逯理王太堂学位授予日期答辩委员会主席益卑丝军一评阅人盟堡笙年月独创性声明本人声明,所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中明确的说明并表示了谢意。
签名:盈。
蛆;互日期:型竺:生、一关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
保密的论文在解密后遵守此规定日期:武汉理工大学硕学位论文摘要随着汽车的家庭化,汽车性能也在不断提高。
汽车整车性能,不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度,舒适性,经济性,零部件的疲劳损伤,而且也是行车安全的一个重要因素。
对于汽车制造厂家而言,仿真技术也广泛地应用于汽车前期设计中,根据仿真结果改进实验,由实验数据指导仿真进程,实现实验与虚拟仿真手段结合指导和参与汽车设计参数的分析、优化与改进。
本文应用多体系统动力学的理论方法,运用软件建立了前后悬架子系统、稳定杆、车身子系统、转向子系统、轮胎、路面各子系统并组装成整车多体动力学模型,对悬架系统进行了动力学仿真及优化,进行硬点坐标对悬架特性的灵敏度分析,结合仿真结果,提出悬架系统优化方案,并将优化结果与原结果对比,验证该方案。
对后悬架扭转梁进行模态分析,研究其固有频率和车身所受激振频率的重合程度,验证扭转梁结构设计的合理性。
并且根据实车参数建立整车虚拟样机模型,依据实际车辆试验标准,进行整车的蛇形实验,稳态回转实验,转向回正实验,方向盘转角阶跃实验,方向盘转角脉冲实验,根据国家标准,对整车操纵稳定性能进行评价。
汽车底盘悬架动力学特性研究
汽车底盘悬架动力学特性研究近年来，随着私家车的普及和人们对行车安全性能的关注，汽车底盘悬架动力学特性研究成为汽车工程领域的一个热点。
汽车底盘悬架动力学特性的研究，对于提高汽车的操控稳定性、减少车辆在行驶过程中产生的震动和提升乘坐舒适度具有重要意义。
首先，我们需要了解汽车底盘悬架的功能。
悬架系统是汽车底盘的一个重要组成部分，它承担着减震、支撑和保持车身稳定的功能。
不同类型的悬架系统具有不同的动力学特性，而这些动力学特性对车辆的行驶稳定性和操控性能有着直接的影响。
然后，我们来探究汽车底盘悬架动力学特性的研究内容。
研究人员通过对汽车悬架系统的动力学特性进行分析和测试，可以获得悬架系统的刚度、减震效果、负载响应等参数。
通过这些参数的研究，人们可以深入了解悬架系统在车辆运动学特性中的作用，进而优化悬架系统的设计，改善汽车的操控性能和乘坐舒适度。
同时，研究人员还关注悬架系统在车轮悬挂过程中的动力学特性。
悬挂过程中，车轮与路面间的接触会产生摩擦力和阻尼力，这些力对车辆的行驶稳定性和操控性能起着重要作用。
因此，研究人员通过对悬挂动力学特性的研究，可以优化悬挂系统的设计，提高车辆行驶的稳定性和安全性。
另外，研究人员还关注车辆悬挂系统在不同路况下的动力学响应。
不同的路况会对车辆的悬架系统产生不同的挑战，例如颠簸路面上的行驶会导致车辆产生较大的震动和颠簸感，而湿滑路面上的行驶则会影响车辆的抓地力和操控性能。
因此，研究人员通过对不同路况下的动力学特性进行研究，可以为设计出更加适应不同路况的悬挂系统提供有力支持。
除此之外，最近一些研究还关注了悬架系统的主动控制技术。
传统的悬架系统是被动的，无法主动调节车辆的动力学特性，而主动悬架系统则可以根据行驶情况和车辆的要求主动调整悬架系统的刚度和减震效果。
这种主动悬架系统通过电子传感器和控制单元来感知车辆的状态，通过调节悬架系统的参数来实现对车辆动力学特性的主动控制。
主动悬架系统的研究为汽车工程领域带来了新的方向和研究挑战。
汽车底盘悬挂系统的动力学特性研究
汽车底盘悬挂系统的动力学特性研究摘要：汽车底盘悬挂系统是整车动力学的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性和舒适性起着至关重要的作用。
本文以汽车底盘悬挂系统的动力学特性为研究主题，探讨了底盘悬挂系统的构成和原理，以及影响其动力学特性的因素。
通过对底盘悬挂系统的动力学行为进行分析，希望可以为汽车底盘悬挂系统的设计和优化提供一定的参考。
一、引言随着汽车工业的快速发展，人们对汽车的需求也越来越高。
汽车底盘悬挂系统作为汽车的重要组成部分之一，影响着汽车的行驶性能、舒适性和安全性。
因此，研究汽车底盘悬挂系统的动力学特性对于提升汽车的整体性能具有重要意义。
二、底盘悬挂系统的构成和原理底盘悬挂系统是车身与车轮之间的重要连接，一般由弹簧、减振器以及相关传动机构组成。
其中，弹簧起到支撑和缓冲的作用，减振器用于控制弹簧的振动，并吸收由路面不平造成的冲击力。
底盘悬挂系统的主要原理是通过弹簧和减振器的组合将路面的冲击力转化为车身的振动能量，以提供舒适的乘坐感受和稳定的行驶性能。
三、底盘悬挂系统的动力学特性底盘悬挂系统的动力学特性主要包括自由振动和受迫振动两个方面。
自由振动是指底盘悬挂系统在没有外界干扰的情况下的振动行为，其频率、阻尼和振幅等都与系统的结构参数有关。
而受迫振动则是指底盘悬挂系统在行驶中由路面不平均匀造成的振动，其频率和振幅等取决于路面状况和车辆的行驶速度。
四、影响底盘悬挂系统动力学特性的因素底盘悬挂系统的动力学特性受到多个因素的影响，主要包括弹簧刚度、减振器阻尼、悬挂系统质量、车辆质量分布以及路面状况等。
其中，弹簧刚度和减振器阻尼是底盘悬挂系统最重要的参数，它们直接影响着系统的刚度和阻尼特性，进而决定了底盘悬挂系统的振动频率和幅值。
五、底盘悬挂系统动力学特性的研究方法在研究底盘悬挂系统的动力学特性时，常用的方法包括理论分析、数值模拟和试验验证。
理论分析主要通过建立底盘悬挂系统的数学模型，采用振动力学的原理和方法，推导出系统的动力学方程，并通过解析解或数值解的方式得到系统的振动特性。
车辆主动悬挂系统的动力学分析
车辆主动悬挂系统的动力学分析悬挂系统是车辆重要的组成部分之一，其主要功能是减震和保持车身稳定性。
近年来，随着科技的进步和对车辆性能要求的提高，车辆主动悬挂系统逐渐引起了人们的关注。
本文将对车辆主动悬挂系统的动力学进行分析。
首先，我们需要了解车辆主动悬挂系统的工作原理。
传统的悬挂系统主要由弹簧、阻尼器和稳定杆组成，通过控制这些部件的特性来实现对车身的控制。
而主动悬挂系统则是通过电机驱动，可以主动改变车身的高度以及悬挂系统的刚度和阻尼特性。
这使得汽车在不同的道路条件下能够实现最佳的悬挂效果。
其次，我们来看一下车辆主动悬挂系统的动力学表现。
首先是车身的垂直加速度。
对于传统的悬挂系统，由于刚度和阻尼是固定的，车辆在行驶过程中会受到较大的颠簸和冲击。
而通过主动悬挂系统的调节，车辆可以根据道路情况主动改变悬挂刚度和阻尼，从而在保持舒适性的前提下提高行驶稳定性。
其次是悬挂系统对车辆姿态的控制。
在车辆急转弯或突然换道的情况下，传统的悬挂系统往往无法及时做出反应，导致车辆侧倾或失去稳定性。
而通过主动悬挂系统的调节，车辆可以在短时间内根据驾驶员的操作来改变悬挂刚度，从而稳定车身，提高转弯和换道的安全性。
此外，车辆主动悬挂系统还可以通过调节高度来改变车辆的空气动力学特性。
在高速行驶时，降低车身高度可以减小风阻，提高车辆的稳定性和燃油经济性。
而在越野行驶时，增加车身高度可以提高底盘离地间隙，提升通过性。
然而，车辆主动悬挂系统也存在一些挑战和问题。
首先是系统的复杂性和成本。
相比传统的悬挂系统，主动悬挂系统需要更多的传感器和控制器来实现对悬挂刚度和阻尼的调节，这增加了系统的复杂性和制造成本。
其次是电能的消耗和能效问题。
为了实现主动调节，主动悬挂系统需要消耗大量的电能，这对车辆的能效有一定的影响。
再次是对系统可靠性和耐久性的要求。
车辆主动悬挂系统在长期使用过程中需要承受各种道路条件和工况的考验，因此对于系统的可靠性和耐久性有较高的要求。
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汽车悬架系统动力学研究集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：汽车悬架系统动力学研究指导老师：乔维高学院班级：学生姓名：学号：2015年1月汽车悬架系统动力学研究摘要：汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。
主要分析了麦弗逊悬架的结构特点，并通过ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。
关键词：麦弗逊悬架；ADAMS多刚体动力学；仿真分析TheautomobilesuspensionsystemdynamicsresearchCaisiVehicle141Abstract:Differentkindsofsuspensionsystemsand ofdifferencesinsuspens ionparametersonthevehiclesteeringstabilityandridingcomforthaveimporta ntinfluence.MainlyanalyzedthestructurecharacteristicsofMacphersonsusp ension,andbyusingADAMSsoftwaretoestablish3DmodelofMacphersonsuspensio n,carryonthesimulationanalysis,themethodofoptimaldesignparametersofth esuspension.Keywords:Macphersonsuspension;ADAMS/Car;multi-rigid-bodydynamics;simulationandanalysis引言汽车悬架是汽车车轮与车身之间一切装置的总称。
其功用在于：在垂直方向能够衰减振动和起悬挂作用；在侧向可防止车身侧倾和左右车轮载荷转移；在行驶方向上能够保证驱动与制动的实现并保持行驶方向的稳定性。
不同的悬架设置会使驾驶者有不同的感受。
看似简单的悬架系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。
悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用，汽车悬架系统对汽车的操纵稳定性、行驶平顺性都有很大的影响[1]。
通过对麦弗逊悬架的仿真提出其优化分析方法。
麦弗逊悬架系统由两大基本部分组成：支柱式减震器和三角形托臂，具有结构简单，占用空间小，非簧载质量小，且与减震器弹簧配合使用组成一个可相对运动的结构体，可以实现车身高度和悬架刚度的自由调节。
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,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[2]。
1ADAMS软件简介ADAMS模块是美国前MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)与德国宝马(BMW)、奥迪(Audi)、法国雷诺(Renault)和瑞典沃尔沃(Volvo)等公司合作开发的整车设计软件包。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。
其由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。
利用该软件不仅能快速建立高精度的整车虚拟样机模型，其中包括车身、悬架、转向系、发动机、传动系和制动系等。
用户还能够利用后处理模块通过高速动画观察各种复杂工况的车辆运动学和动力学响应，并输出表征操纵稳定性和安全性的性能参数。
为了分析某车型麦弗逊悬架的性能，在ADAMS/Car模块中搭建汽车前转向轮的麦弗逊悬架模型，使用ADMAS/Insight虚拟样机进行试验设计，进行相应的优化设计，提出改进方案，并验证了方案的可行性。
2悬架系统建模以某轿车的麦弗逊前独立悬架为例进行建模和仿真分析。
由于麦弗逊悬架左右对称,所以在CAR环境下只需要输入单侧模型的参数,系统会自动地建立另一边的模型。
因此,这里建模过程只涉及到左侧悬架。
2.1物理模型的简化麦弗逊悬架系统主要由车身1、上下摆臂2、转向横拉杆3、减震器及减震弹簧4、转向齿条5、车轮总成6和转向节带制动器总成7组成。
悬架各刚体之间的连接关系为：减震器4的上端用螺栓和橡胶衬垫与车身相连接，减震器4下端固定在转向节7上，转向7通过球铰接与下摆臂连接；下摆臂一端通过两个转动铰接与车身相连（其中一个为虚约束），另一端通过球铰接与转向节总成7相连；转向横拉杆一端通过球铰接与转向节总成相连，另一端通球铰接与转向齿条相连。
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。
对于单侧车轮的麦弗逊悬架约束方程数目为：n=6+1+5+3+4+3+3+2=39；对于单侧车轮的麦弗逊悬架自由度数目为：DOF=6+7-n=3。
这意味着单侧车轮的麦弗逊悬架有3个自由度，包括：车轮绕车轴的转动自由度；车轮绕主销的转动自由度；车轮上下方向跳动的自由度。
2.2系统坐标系的确立在建立多体模型时,坐标系的选择对建立样机模型的力学方程的难易程度起到很大的作用。
该模型的坐标原点为两侧车轮接地印迹中心点连线的中点。
以地面为XY平面,汽车中心对称面为XZ平面,通过前轮轮心连线,垂直XY、XZ两平面的面为YZ平面,取竖直向上为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。
2.3模型关键硬点的获取硬点是各零件之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,从厂家提供的零/部件装配图上可以得到硬点的坐标值。
2.4仿真模型的建立根据某乘用车的前悬架及整车设计参数，计算或测量整合零件的质量、质心位置及绕质心坐标系三个坐标轴的转动惯量,将这些动力学参数填写到对应的对话框中。
然后在硬点的基础上创建零件的几何模型,并定义各零件间的运动关系确定约束类型,通过约束将各零件连接起来,从而构成子系统结构模型。
最后将建好的子系统模型组装成悬架系统模型,完成ADAMS/CAR模型下的建模过程。
在多体动力学软件ADMAS/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所示。
图1前悬架总成模型3前悬架运动性能分析3.1主销后倾角对整车运动学性能的影响主销后倾角是指主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角。
由于有主销内倾角的存在,使得主销延长线接地点落在轮胎接地点前面,产生回正力矩,从而保证汽车稳定直线行驶。
回正力矩不易过大,否则将使驾驶员转动方向盘过于吃力,影响整车的操纵稳定性。
现代汽车设计主销后倾角一般不超过2°-3°。
3.2主销内倾角对整车运动学性能的影响主销内倾角是指主销轴线与地面垂直线在汽车横向平面内的夹角。
同主销后倾角一样,也使车轮有自动回正作用。
由于有主销内倾角的存在,使得驾驶员转向操纵轻便,也可以减小从车轮传递到方向盘的冲击力。
但内倾角不易过大,否则在汽车转向时,轮胎与路面产生较大的滑动,使得转向操纵沉重,影响整车稳定性,同时加剧轮胎磨损。
3.3车轮外倾角对整车运动学性能的影响车轮外倾角是指通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角。
由于车轮外倾角的存在,保证汽车直线订驶稳定性的同时,使得驾驶员转向操纵轻便,同时也与拱形路面相适应。
3.4前束角对整车运动学性能的影响因前轮有外倾角的存在,将导致两侧车轮有向外滚开的趋势,由于转向横拉杆等一些构件对车轮有约束作用,车轮会出现既有滚动又有滑动的情况。
因此为了消除前轮外倾角的存在而带来的不良后果，在汽车设计时添加前轮前束，前束也可用前束角来表示。
前束角选择的合理可以延缓轮胎磨损。
3.5主销偏距对整车运动学性能的影响主销偏距是指主销延长线与地面的交点到轮胎接地中心的距离。
主销偏距的大小对转向操纵轻便与否起到非常关键作用,主销偏距小,则转向时阻力也小,主销偏距大,则使转向沉重的同时加剧轮胎磨损。
3.6轮距变化量对整车运动学性能的影响汽车在行驶时,车轮会产生上下跳动,这样会导致轮距变化。
轮距变化一方面会使轮胎加剧磨损，另一方面也会影响汽车行驶的直线稳定性和操纵稳定性。
因此,轮距变化量越小对整车行驶越有利。
4仿真分析本仿真试验分析主要采用双轮同向激振仿真,保持左右车轮相同高度,对车轮施加设定数值的上挑和回弹运动,从而获取悬挂特征参数。
通过进行双侧车轮平行跳动仿真来分析前轮前束角、车轮外倾角、主销后倾角。
跳动的范围选择为轿车经常用的±50mm,前轮定位参数变化曲线如图2~图4所示。
图2前轮前束角的变化曲线图3车轮外倾角的变化曲线图4主销后倾角的变化曲线5结论主销后倾角越大，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，因此主销后倾宜在2°-3°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，故车轮外倾角应在0.5°-2°范围内,。
对于前束角应配合车轮外倾角的取值，控制在0.2°-1.0°。
在车轮跳动过程中，特别在低速行驶过程中，主销内倾角过大，会使转向发飘。
在车轮上跳过程中外倾角减小，能有效补偿由于车身侧倾引起的不良影响。
主销后倾角对内倾角变化影响较大，并且随着车轮的上跳，主销内倾角增加，能有效补偿由于载荷增加而降低汽车转向轻便性的趋势，有利于提高汽车的转向轻便性。
主销内倾角对后倾角的变化影响最大，并且，主销后倾角随车轮上跳而增大，由侧向力引起的不足转向特性将得到提高。
根据某车型存在的问题，研究的车轮跳动过程中车轮定位参数与轮胎磨损的关系以及定位参数相互之间的影响将为汽车的初始设计提供可靠的技术依据，为有效地减小车轮侧滑、降低轮胎磨损以及提高汽车的操纵稳定性进行了探索。
本文分析了悬架运动学参数对整车性能的影响’利用多体动力学软件ADAMS/Car对麦弗逊悬架进行建模与仿真,分别得到主销后倾角、车轮外倾角等参数随车轮行程的变化曲线,为麦弗逊悬架设计及整车的操纵稳定性和平顺性分析提供了基础。
参考文献[1]余志生.汽车理论［M］.北京:机械工业出版社2009:135-142.[2]刘进伟,吴志新,徐达.基于ADAMS/CAR的麦弗逊悬架优化设计[J].农业装备与车辆工程,2006(9).[3]石柏军,朱新涛.ADAMS/CAR环境下的麦弗逊悬架建模与优化[J].现代制造工程,2008(8)[4]郭孔辉.汽车操纵动力学[M].长春:吉林科学技术出版社,1991.。