基于虚拟样机的多连杆悬架系统运动学仿真研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文1999年，合肥工业大学的王其东n21等人运用多体动力学软件ADAMS建立了钢板弹簧的模型，模型中将板簧处理成了柔体，并对其进行了计算机仿真。仿真结果与试验结果进行了比较，验证了模型的正确性。但是在建立模型的过程中大大简化了板簧模型，使计算精度不高。2003年哈飞汽车公司的宋文春n剐采用多体动力学软件ADAMS／CAR建立了松花江牌HFJ6351A微型客车的前悬架(麦克弗逊式)、转向系(齿轮齿条)、后悬架(钢板弹簧)、传动系统和动力系统的模型，并组装成整车。建立模型过程中将后悬架的钢板弹簧处理成柔体。

2、2004年吉林大学汽车工程学院的蔡章林n钔在宋传学教授的指导下运ADAMS／CAR软件对悬架和整车动力学进行了详细的研究。建立了某SUV的前双横臂独立悬架和后四连杆独立悬架系统，并对此进行了运动学和动力学仿真分析。对前悬架进行了总体评价，并对推力杆调整方案进行了研究。在此基础上建立了包括发动机、转向系、前后轮胎等在内的整车模型，对稳态回转、转向回正、阶跃输入和脉冲输入进行了仿真分析并用试验结果进行验证。作者在建立模型的过程中未能考虑有些部件的柔性特性，进行的仿真试验也都是开环的，现在的发展方向是闭环的仿真试验。总的来说，国内

3、对独立悬架的运动学仿真研究一般都把悬架导向机构及连接简化为刚体，并没有考虑悬架的弹性变形以及弹性绞结对悬架性能产生的影响，因此仿真结果与实车测试存在着较大的误差。再者，国内对独立悬架的性能评价并没有一套完善的标准，标准的正确与否直接决定着研究成果的价值，因此，本文在独立悬架运动学特性评价指标和评价方法上做了一些探讨，并运用ADAMS／CAR软件平台建立了多连杆悬架的刚体和刚柔混合仿真分析模型，并运用上述评价方法和相关评价指标对其运动学和弹性运动学特性进行仿真分析和评价。1．3本文研究的主要内容本文以动力学和运动学为皋础研究独

4、立悬架的运动学特性：研究计算理论、方法和计算软件工具：建立双叉臂式悬架、多连杆悬架刚体及刚柔混合仿真分析模型；进行双叉臂悬架和多连杆悬架运动学及弹性运动学仿真试验，研究多连杆悬架系统运动学性能及其对操纵稳定性和行驶平顺性的影响：评价多连杆悬架运动学和弹性运动学性能，研究其影响因素及变化规律；确定独立悬梁运动学和弹性运动学特性评价参数和评价方法。武汉理工大学硕士学位论文1．4本章总结本文简要介绍了研究背景，明确了本文课题研究的目的和意义，简要分析了、相关的国内外研究现状，介绍了将要研究的内容。6武汉理工火学硕士学位论文第二章虚

5、拟样机技术及多体系统动力学方法2．1虚拟样机技术的定义、组成及特点传统的设计模式要经过设计、样机试制、工业性试验、改进定型和批量生产几个步骤。产品设计过程中早期的缺陷和失误往往需要反复试验多次才能够发现，增加了新产品的研发周期和成本。近年来，由于市场竞争的激烈性，用户需求的个性化和多样化以及多种标准规范的约束等对现代工程产品的研制和生产提出了更高的要求。即要求各类制造企业必须解决其新产品的T(上市时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)和E(环境)难题。虚拟样机技术VP(virtualprototyping)就是在这种需求

6、下产生的。近年来许多虚拟样机技术的定义在各种行业的文献中出现，他们就各自的领域给虚拟样机技术下了定义。因而迄今为止虚拟样机并没有一个完全一致的定义。简单地说，虚拟样机技术就是用来代替真实的物理样机(模型)的技术。在常规的产品开发过程中，物理样机模型是用来验证设计思想，选择设计产品，测试产品的可制造性和展示产品的。虚拟样机要替代物理样机，首先至少要具备上述功能。这样看来，虚拟样机应该可以用束测试产品的外形和行为，并且可以用来进行一系列的研究。另外，物理样机可以使人对一个产品有一种感观的评价，如颜色、外形、美学特性、触觉和舒适性

7、等。要替代物理样机的这些特性，人和产品的交互应该包含在虚拟样机技术里。通过以上分析，本文采用以下定义n们：虚拟样机就是用来代替物理产品的计算机数字模型，它可以像真实的物理模型一样，用来对所关心的产品的全寿命周期，如设计、制造、服务、循环利用等，进行展示、分析和测试。这种构造和使用虚拟样机的技术就叫虚拟样机技术。首先，对产品的计算机仿真是必需的。在现阶段，一个三维的实体模型是一个被广泛接受用来展示产品的主要形式，而且通常足一种参数化的模型。这样的模型可以准确地描述产品的拓扑信息和几何信息，同时也可以嵌入其他的有关信息，如在模型

8、中加入制造信息。现在大部分的商业化CAD／CAM软件包里都有产生进刀的路径、碰撞检测以及装配模拟等功能，只需要对三维实体模型稍作修改即可实现这些功能。其次，为了使虚拟样机代替真实的物理模型，最实用的办法就是依据其基本需求去代替所需的物理模型的某些功能。最理想的就是让工程师或者用户可以看、听