麦弗逊悬挂系统的汽车平顺性研究

发布时间：2020-03-29 04:17

【摘要】：随着汽车工业技术的飞速发展,人们对于汽车的舒适性要求也越来越高。而悬架系统是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性与安全性的重要机构,所以近年来它的研究成了重点研究问题。为了能更好地研究汽车的平顺性,本文针对某型号轿车,借助多体动力学分析软件ADAMS对前麦弗逊悬架下的汽车平顺性进行了仿真研究,主要内容如下:1)建立了某汽车麦弗逊悬架的装配模型,然后利用ANSYS Workbench对悬架在凹凸路面、制动与转弯三种典型工况进行强度分析。然后进行悬架的模态分析得出其固有频率,对比车辆在不同工况下受到的内外部激励。2)减振弹簧在悬架系统中起到支撑载荷和缓解振动的重要作用,它对汽车平顺性的影响较大,所以本文在考虑螺旋弹簧的簧丝横截面的弯矩与扭矩情况下,推导了弹簧的切应力计算公式。并将理论计算结果与弹簧模型的应力仿真结果对比,以验证弹簧应力公式的正确性,通过对圆柱螺旋弹簧与截锥弹簧的应力分析,对比研究弹簧强度的高低。然后对两种弹簧模型进行模态分析,分析可知,截锥弹簧的固有频率略低于圆柱弹簧的固有频率,且截锥弹簧的质量比圆柱螺旋弹簧的质量减轻了 10.3%,得出截锥弹簧的刚度较圆柱弹簧低。最后将圆柱弹簧与截锥弹簧分别作为减振弹簧进行悬架谐响应分析,得出截锥弹簧的悬架更稳定。3)研究了悬架的刚度与阻尼系数对汽车平顺性的影响。通过分析最终确定合适的悬架刚度使用范围与合适的悬架阻尼比,实现对车辆平顺性的改善。然后通过建立悬架四自由度动力学模型,利用Simulink进行了垂直、俯仰振动的响应分析。基于分析结果可知后轮激励对后轴的振动影响大,前轮激励对车身俯仰振动和前轴振动影响较大。4)基于ADAMS/CAR分析整车在80km/h条件下路面粗糙度(B、C级路面)对汽车平顺性的影响。然后在B级路面下仿真分析速度(60km/h、80km/h)对汽车平顺性的影响。再对比分析同路面、同速度条件下,不同减振弹簧刚度对汽车平顺性的影响。最后对比分析汽车质心位置分别进行上、下、前、后移动80mm后的总加权加速度均方根值,基于分析可知,质心前移有利于改善汽车平顺性,上移有改善汽车平顺性的趋势,后移与下移均使得汽车平顺性趋于变差。本课题为改善人们乘坐汽车的舒适性与物流运输而引起的货物受损问题进行了研究,研究结果对改善汽车平顺性具有参考和借鉴作用。
【图文】：

示意图,悬架,独立悬架

Ｂｒｏｕｌｈｉｅｔ于１９３３年提出了轮胎侧偏的定义并分析了独立悬架＇独立悬架是指两侧逡逑车轮能够分别独立地与车身弹性连接，当车辆在行驶过程中的一侧车轮受到路面障碍而逡逑产生跳动时，并不会直接影响另外一侧车轮的正常运动，其中独立悬架示意图如图１－１逡逑的ａ）所示。即两侧车轮能够各自独立运动，这样就在一定程度上降低了车辆的振动，提逡逑高了汽车的乘坐舒适性。独立悬架的车桥选用的是半轴断开式车桥，这样就可以降低车逡逑辆发动机的安装位置，则相应地就会使汽车重心下移，汽车结构变紧凑。基于以上独立逡逑悬架的优点，使得独立悬架更利于转向，而且便于选择较软的弹簧这样就使得车辆平顺逡逑性得到一定的改善，所以它在现代轿车上的使用被广泛采纳并认可。逡逑汽车独立悬架系统经常被分为麦弗逊式独立悬架系统、纵臂式独立悬架系统、烛式逡逑独立悬架系统、多连杆式独立悬架系统和横臂式独立悬架系统五大类［５］。其中麦弗逊式逡逑独立悬架的减振器支柱除了减振以外还能起到支撑车身的作用，而且该悬架的主销可以逡逑摆动，则主销定位角就会随着车轮的跳动而变化。这就使得麦弗逊悬架的结构更加紧凑，逡逑质量相对减轻并加快响应速度

麦弗逊悬架

Ｆｉｇ．邋ｌ－２ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ邋ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑综上麦弗逊悬架的高道路适应性能力等优点，使得它成为现代轿车广泛使用的一种逡逑独立悬架，其麦弗逊式独立悬架的结构如图１－２所示。所以本文针对某款具有前麦弗逊逡逑悬架的汽车入手，进行分析悬架参数对汽车平顺性的影响，找到能提高汽车平顺性的悬逡逑架性能的合适参数。运用动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ邋ＣＡＲ模块进行仿真分析不同路面、不逡逑同速度及其不同汽车质心位置参数对汽车行驶平顺性的影响大小与影响规律。逡逑１．３国内外研宄现状逡逑１．３．１国内研宄现状逡逑我国在汽车平顺性及稳定性方面的研究起步虽然较晚，但自二十世纪八十年代以来，逡逑随着人们对汽车各项动力学性能指标的要求越来越高，，我国在车辆平顺性方面的动力学逡逑４逡逑
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U461.4;U463.33

【参考文献】