基于ADAMS的转向梯形分步优化设计.pdf

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1、汽车制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2015年第9期基于ADAMS的转向梯形分步优化设计+刘良，干年妃，胡艳云(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)摘要：以某越野车为研究对象，利用ADAMS／Car软件建立前悬架和转向模型，进行轮跳和转向仿真试验分析。在优化转向梯形关键点(断开点、硬点)使汽车(前轮)前束角和阿克曼误差尽量满足理论要求的前提下，建立整车虚拟样机模型，以稳态回转试验的综合评价计分值最大为优化目标，对转向梯形关键点进行第二次优化设计，得到转向梯形关键点位置坐标的最优值。结果表明

2、：该方法使转向梯形的设计更为精确、合理，优化设计后整车转向性能得到了较好的提升。关键词：转向梯形；阿克曼误差；前束角；转向特性；优化设计中图分类号：U463．33文献标志码：A文章编号：1671—3133(2015)09—_0048—06StepwiseoptimizationdesignofackermansteeringlinkagebasedonADAMSLiuHang，GanNianfei，HuYanyun(HunanUniversity，StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicl

3、eBody，Changsha410082，China)Abstract：Avirtualfrontvehiclesystemofthecross-countryvehiclewasbuiltbyADAMS／Car．Thesystemincludesdoublewish—bonesuspensionandrack·pinionsteer．Steerandtoeanglesimulationswererunninginthismodel．Underthepremisethatoptimi·zingkeypointstomaketoeangleandAekermanne

4、rrormeettherequirementsofthetheory，buildingthevirtualprototypemodelofthevehicle，regardingoptimizationgoalasthemaximumvalueofthecomprehensiveevaluationSCOre，doingthesecondoptimi—zationdesignofkeypointsbasedonthevirtualprototypemodelofthevehicle．thenobtainingtheoptimalvalueofkeypointseo

5、or-dinates．TheresetsshowthatthismethodmakesAckermansteeringlinkagedesignmoreaccurateandreasonable，afteroptimiza-tiondesign，thevehiclesteeringperformanceisgreatlyimproved．Keywords：Aekermansteeringlinkage；ackermanerror；toeangel；steeringcharacteristic；optimizationdesign0引言汽车在行驶过程中，转向梯形机构

6、对汽车转向性能和轮胎磨损都有很大的影响，因此对转向梯形进行优化设计是非常必要的，许多学者已对此展开了广泛的研究。文献[1]在对转向梯形进行优化设计时，将悬架系统和转向机构作为一个整体系统进行运动分析，考虑了车轮跳动对转向误差的影响；文献[2]基于轮胎磨损理论，定量分析了前轮定位参数和阿克曼误差对轮胎磨损的影响；文献[3]综合运用仿真和试验研究的方法，系统地分析了转向梯形断开点对汽车稳态转向特性的影响；文献[4]针对某矿用自卸车采用正交试验方法对转向机构进行了多目标优化设计；文献[5]运用响应面方法拟合出了转向梯形硬点与前束角变化、阿克曼误差的函数关系式，利用MAT

7、LAB优·国家自然科学基金项目(61232014)48化工具箱对转向梯形进行了优化。由于转向梯形的设计合理与否对汽车转向时的阿克曼转向特性和悬架导向机构与转向杆系的运动干涉有影响，还对汽车稳态转向特性有影响，因此本文综合考虑了车轮跳动时前束角的变化，转向时的阿克曼误差及汽车稳态转向特性，对转向梯形进行了分步优化设计，得到了转向梯形关键点位置坐标的最优值，该方法使转向梯形的设计更为精确、合理，优化设计后汽车转向性能得到了较好的提升。1转向梯形的设计要求在转向过程中，为了使各个车轮都处于纯滚动状态而无滑动发生，则要求全部车轮都绕一个瞬时转向中心做圆周运动，即满足阿克曼

8、转向几何关