基于虛擬樣機技術的雙橫臂獨立懸架系統(tǒng)設計

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SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 胡凱耀 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程 B05-16 指導教師姓名 楊兆 職稱 助教 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 基于虛擬樣機技術的雙橫臂獨立懸架系統(tǒng)設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 研究現(xiàn)狀：虛擬樣機技術源于對多系統(tǒng)動力學研究。虛擬樣機技術的核心是機械動力學，動力學和控制理論。近些年由于三位計算機的圖形技術和基于圖形的用戶界面技術的應用，虛擬樣機技術已經(jīng)在工程中得到了廣泛的應用。虛擬樣機技術的優(yōu)點是，可以把設計好的零部件和機構導入到相關的軟件中加上實際情況的各種約束條件和激勵實現(xiàn)真實情況的模仿和各參數(shù)的優(yōu)化設計，從而做到降低成本和節(jié)省時間。 隨著懸架系統(tǒng)設計的發(fā)展，逐漸由被動懸架到半主動懸架再到主動懸架的發(fā)展，雙橫臂獨立懸架已經(jīng)得到了廣泛的應用。雙橫臂獨立懸架擁有上、下兩個橫臂，橫向力由兩個橫臂同時吸收，支柱只承載車身重量，因此橫向剛度大。雙橫臂獨立懸架的上、下兩個橫臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù)，前輪轉(zhuǎn)彎時，由于上、下橫臂能吸收輪胎所受的橫向力，加上兩橫臂的橫向剛度較大，所有轉(zhuǎn)彎的側(cè)傾較小。雙橫臂獨立懸架通常采用上、下不等長橫臂（上短下長），讓車輪在上、下運動時能自動改變外傾角，并且減小輪距的變化達到減小輪胎的磨損，自動適應路面，輪胎接地面積大，貼地性好。因此得到了廣泛的應用。 目的：基于虛擬樣機技術的雙橫臂獨立懸架系統(tǒng)設計研究的目的就在于運用CAD/CAE技術進行車輛雙橫臂獨立懸架的虛擬設計，在懸架生產(chǎn)前進行設計和動態(tài)仿真，并對相關參數(shù)進行優(yōu)化，從而獲得車輪垂直跳動、轉(zhuǎn)動與車輪前束角的變化關系。在動態(tài)仿真后獲得相關優(yōu)化數(shù)據(jù)后對產(chǎn)品的設計缺陷進行優(yōu)化，完善設計方案，縮短開發(fā)周期，提高設計質(zhì)量和效率，為生產(chǎn)實際提供理論支持。 意義：懸架時現(xiàn)代汽車上的重要總成之一。他把車架和車軸彈性地連接起來。其主要任務是傳遞車輪和車架之間的一切力和力矩，緩和路面?zhèn)鹘o車架的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性。傳統(tǒng)的懸架設計過程包括設計、試驗、優(yōu)化、再試驗等反復試驗，直到產(chǎn)品合格才進行投產(chǎn)，這樣就造成了開發(fā)周期長、開發(fā)成本高。虛擬樣機技術就是把設計好的懸架系統(tǒng)導入到相關的軟件中進行動態(tài)仿真，模仿懸架的實際運動情況，找出設計的不合理地方進行修改，不必經(jīng)過反復試驗，從而大大的縮短了開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，提高了懸架的設計質(zhì)量。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 分析雙橫臂獨立懸架的結構和設計要求，在懸架設計中，根據(jù)整車的布置要求以及經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù)，運用Pro/E建立三維物理模型，并在ADAMS軟件平臺上建立雙橫臂獨立懸架模型，進行動力學仿真分析，通過分析車輪的垂直跳動、轉(zhuǎn)動與車輪前束角的變化關系獲得相關數(shù)據(jù)，優(yōu)化相關參數(shù)，建立虛擬雙橫臂獨立懸架模型。 2、擬解決的主要問題 （1）彈性元件的設計 對彈性元件的設計要根據(jù)設計車型的整車整備質(zhì)量和前后橋質(zhì)量的分配進行彈簧剛度的計算； （2）懸架動撓度的確定 根據(jù)汽車滿載時懸架上的質(zhì)量，懸架剛度與懸架允許的最大變形確定動撓度； （3）懸架的裝配 在Pro/E軟件對各已經(jīng)繪制好的零件進行裝配成一完整的懸架； （4）應用ADAMS對懸架進行動態(tài)仿真，并對各參數(shù)進行分析與優(yōu)化。 三、技術路線（研究方法） 調(diào)研，資料收集 懸架形式的選擇 零件尺寸的計算 設計完成 Pro/E建模 ADAMS建模與仿真優(yōu)化 不合格 合格 四、進度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第4、5周（3月23日～4月5日） （2）雙橫臂獨立懸架的設計計算 第6、7周 （4月6日~4月19日） （3）應用ADAMS進行懸架的動力學仿真分析 第8、9周 （4月20日~5月3日） （4）應用Pro/E建立懸架三維實體模型 第10、11周 （5月4日~5月17日） （5）優(yōu)化設計及運用Pro/E進行模型的重新建模 第12、13、14周 （5月18日~6月7日） （6）設計審核、修改 第15、16周（6月8日～6月21日） （7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月22日～6月 28日） 五、參考文獻 [1]臧杰，閻巖主編. 汽車構造：下冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社2005 [2]陳家瑞主編. 汽車構造：下冊[M]. 北京人民交通出版社，2002 [3]王望予主編. 汽車設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004 [4]劉惟信主編. 汽車設計[M]. 北京：清華大學出版社，2001 [5]凱得設計編著. 精通Pro/ENGINEER中文野火版3.0[M] . 北京：中國青年出版社，2007 [6]恒盛杰資訊編著. Pro/ENGINEER從入門到精通[M]. 北京：中國青年出版社，2007 [7]李軍，邤俊文，覃文潔等編. ADAMS實例教程[M]. 北京：北京理工大學出版社，2002 [8]唐金松主編. 簡明機械設計手冊[M]. 上海：上?？茖W技術出版社，2000 [9]呂振華，常放，楊道華設計研究. 利用ADAMS對雙橫臂獨立懸架進行仿真分析[J]. 中國學術期刊網(wǎng)，2005 [10]葉明強，王耘，胡樹根設計計算. 基于虛擬樣機技術的獨立雙橫臂懸架振動仿真分析與優(yōu)化[J]. 中國學術期刊網(wǎng)，2005 [11]劉虹，王其東，湯傳玲設計研究. 基于ADAMS雙橫臂獨立懸架的運動學建模與仿真[J]. 中國學術期刊網(wǎng)，2006 [12]李增剛編著. ADAMS入門詳解與實例[M]. 北京，國防工業(yè)出版社，2008 [13]Yasuo shimizu ,Toshitake kawai. Development of electric power steering[J] . SAE paper no. 1994 [14]人民交通出版社汽車圖書出版中心編. 汽車典型結構圖冊[M]. 北京：人民交通出版社，2008 [15]成大先主編. 機械設計手冊—4版[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2002 [16]A.A緬里尼柯夫，烏斯藩斯基著. 汽車懸架設計[M]. 北京：人民交通出版社，1980 [17]sebulke a the two-mass flywheel-a torsional vibration damper for the power train of passenger carsstate of the art and further technical development (SAE870394)[J].SAE transactions.1987 [18]周松鶴編.工程力學(教程篇) [M].北京：機械工業(yè)出版社，2003 [19]鄭建榮編著.ADAMS——虛擬樣機技術入門與提高[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日