车辆悬架系统分析与关键部件性能研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文车辆悬架系统分析与关键部件性能研究AnalysisoftheVehicleSuspensionSystemandResearchonthePerformanceofKeyParts作者：张晓强单位：机械工程学院指导教师：田国富副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：刘英华高级工程师单位：华晨汽车工程研究院单位：论文答辩日期：2015年03月01日学位授予单位：沈阳工业大学摘要传统的基于“设计—制造—试验—改进”的串行设计模式已不能适应当今快速变化的汽车市场需求，随着计算机技术的迅速发展，以CAE技术为核心的虚拟样机技术被广泛应于汽车产品的设计研发中。研究表明采用

2、CAE技术可大幅缩短产品研发周期、降低开发成本、提高质量、增加经济效益。悬架系统是汽车最重要的总成之一，其性能直接影响到汽车的操纵稳定性、行驶平顺性以及乘坐舒适性，而悬架的运动学分析是研究悬架系统对整车性能影响的基础。悬架的空间结构以及悬架系统各构件间的运动关系均十分复杂，基于图解的传统分析方法以无法满足求解精度的要求，而多体系统动力学的发展以及相关软件的研发应用，却为分析悬架的运动学特性提供了有力工具。本文以某新型商务车麦弗逊式前独立悬架为研究对象，利用虚拟样机软件Adams/Car对其进行了动力学建模与双轮同向激振仿真分析，运动学仿真分析结果表明，该悬架设计参数较为合理。转向节是

3、汽车系统关键的安全零部件之一，常因多轴载荷的反复冲击而产生疲劳裂纹或完全断裂，必须对其进行结构强度与疲劳寿命分析，但由于在新车型的研发初期无法获得作用在转向节上的真实载荷，即无法进行台架试验，所以如何利用CAE技术对其进行强度校核与疲劳寿命预测具有重要意义。文中对上述麦弗逊式悬架的多体动力学模型进行了自定义静载及动态仿真，提取了作用在转向节上的载荷信息；利用Nastran采用惯性释放的方法，对转向节在越过不平路面、最小转向半径、紧急制动三种典型危险工况下的结构强度进行了分析；利用FEMFAT对转向节在C级路面谱与越过不平路面、最小转向半径、紧急制动四种承载工况下的疲劳强度进行了分析。

4、Nastran与FEMFAT计算结果表明，该转向节满足结构强度与疲劳寿命设计要求。关键词：麦弗逊式悬架，运动学仿真分析，转向节，结构强度，疲劳寿命IAbstractAutoproductsdevelopmenthaschangedfromthetraditionalserialprocessofdesign,manufacture,test,improvement,whichisnotadaptedtothefast-changingmarketconditions,toamoreorganizedconcurrentprocesswheredesign,manufacture,te

5、st,andimprovementareconsideredataveryearlystage.VirtualprototypetechnologythattakestheCAEasacoreiswidelyusedinthedesigndevelopmentofautoproductswiththerapiddevelopmentofcomputertechnologyinrecentyears.StudiesindicatethatusingvirtualprototypetechnologywithacoreofCAEcangreatlyshortentheproductdev

6、elopmentcycle,reduceproductdevelopmentcosts,andenhanceeconomicefficiencyofenterprises.Suspensionsystemisoneofthemostvitalassembliesofvehicleanditsperformancehavegreatinfluenceonthevehicle’sraidcomfortandhandingstability.Thekinematicsanalysesofsuspensionplaysanimportantroleinstudyingsuspensionsy

7、stemperformanceeffectonthevehicle.Thespatialstructureofsuspensionandthemotionrelationshipamongthepartsisverycomplicated,sotraditionalgraphictechniqueisnotmeetingtheissueofprecision.Butthisproblemcanbesolvedbyusingthemulti-bodieddy