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畢業(yè)設計（論文）開題報告
設計（論文）題目:雙橫臂獨立懸架參數(shù)匹配與運動仿真
院 系 名 稱:汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-2
學 生 姓 名: 侯金龍
導 師 姓 名: 楊兆
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
侯金龍
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程07-2
指導教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
雙橫臂獨立懸架參數(shù)匹配與運動仿真
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
研究現(xiàn)狀：
懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架和車身彈性的連接在一起，其性能優(yōu)劣直接影響到汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、轉向輕便性和輪胎的使用壽命。懸架的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側向反力以及這些反力造成的力矩傳遞到車架上，并且緩和由不平等路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車平順地行駛。從20世紀80年代后期開始，為了提高行駛安全性，越來越多的高級轎車懸架采用了雙橫臂結構。雙橫臂式獨立懸架的兩個擺臂長度可以相等，也可以不等。車輪上下跳動時，車輪輪軸繞兩個橫臂轉動，因而兩個橫臂也稱擺臂，在上部的稱上擺臂，下部稱下擺臂，由于兩個擺臂均為橫向布置，所以稱為雙橫臂或雙擺臂?，F(xiàn)代汽車的斷開式前橋系統(tǒng)大多數(shù)采用雙橫臂式獨立懸架機構，以保證在各種行駛條件下獲得平順性和操縱穩(wěn)定性的最佳匹配。由于懸架性能對整車的平順性和操縱穩(wěn)定性的影響很大，所以采用計算機輔助計算，提高其設計質(zhì)量。傳統(tǒng)的設計方法通常采用平面作圖法或是平面解析法，由于忽略了懸架機構系統(tǒng)的空間布置形式，很難獲得較好的優(yōu)化結果。雙橫臂獨立懸架是目前汽車中使用最廣泛的獨立懸架之一。雙橫臂獨立懸架是一種比較復雜的多環(huán)路空間機構、其運動直觀性差、參數(shù)確定相當復雜，給運動分析帶來極大的困難，機械系統(tǒng)分析軟件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）是世界上應用廣泛的機械系統(tǒng)動力學仿真分析軟件。其中，在汽車工業(yè)中的應用最為廣泛，目前已成為世界各主要汽車公司及其零部件供應商的主要動力學仿真軟件。對于機械系統(tǒng)的模型的建立，可以不再為機械系統(tǒng)的復雜而煩惱，因為我們運用ADAMS軟件所要做的僅僅是將實際系統(tǒng)抽象為物理模型，并且將物理模型在ADAMS軟件的平臺上表現(xiàn)出來，剩下的諸如建立數(shù)學模型，求解都由ADAMS軟件來完成。通過ADAMS對樣車建模，并且仿真分析了在車輪轉向和車輪上下跳動時前輪定位參數(shù)等性能參數(shù)的變化情況。對比了優(yōu)化前后的特性曲線，優(yōu)化之后的轉向梯形使車輪在轉向時左右車輪轉角更加符合理論轉角關系，從而降低了輪胎磨損，提高的行車平順性和安全性。對改善車輛的行駛平順性、減輕車輛自重以及減少對公路的破壞具有重要意義。在懸架系統(tǒng)在運動學性能分析過程中，主要反映為車輪受上下跳動激勵時車輪定位角的變化情況。在車輪行駛過程中正常輪跳行程內(nèi)讓車輪定位參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，以保證汽車設計所期望達到的性能。車輪定位參數(shù)主要包括主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角和車輪前束量等。傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設計、試驗、試制過程中必須邊試驗邊改進，從設計到試制、試驗、定型，產(chǎn)品開發(fā)成本較高，周期長。運用虛擬樣機技術，結合虛擬設計和虛擬試驗，可以大大簡化懸架系統(tǒng)設計開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費用和成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能，獲得最優(yōu)設計產(chǎn)品。
目的及意義：通過分析研究雙橫臂獨立懸架的運動特性以及各組成部件的特性，提出一套實用的汽車前獨立懸架設計分析方法，運用Pro E和ADAMS，對雙橫臂獨立懸架進行建模和運動學仿真分析，從而為設計和改進提供快速、可靠的技術依據(jù)，達到大幅度降低設備研制成本的目的。在試制前的階段進行設計和試驗仿真，并提出優(yōu)化設計的意見，獲得分析車輪垂直跳動、轉動與車輪前束角的變化等關系。獲得相關數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設計的缺陷，完善設計方案，縮短開發(fā)周期，提高設計質(zhì)量和效率。在實際設計雙橫臂獨立懸架過程中定位參數(shù)設定復雜，通過ADAMS和Pro E參數(shù)匹配有效解決該問題，為懸架設計者節(jié)省了時間和精力。 在此次懸架設計中，我將對雙橫臂獨立懸架有更為細致的認識，把大學中所學基礎知識系統(tǒng)的綜合運用，這樣可以使我對專業(yè)知識進一步的鞏固和提升，懸架設計難點在于個個參數(shù)的合理匹配，計算量相對比較大，需要反復的修正和匹配參數(shù)，從中我將會真正體會到今后工作中應具背的心態(tài)。此外，在設計中我需要用到ADAMS軟件，我從未接觸過，需要自己獨立的進行學習，這對我是個考驗，也是能力提升的好機會，為今后的設計工作打下了良好的基礎。
二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
基本內(nèi)容：分析雙橫臂獨立式懸架的結構和懸架設計要求，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的簡化物理模型，進行動力學仿真分析，通過分析車輪垂直跳動、轉動與車輪前束角的變化等關系獲得相關數(shù)據(jù)，優(yōu)化相關參數(shù)，建立虛擬雙橫臂獨立選件模型。
主要技術要求：
1、車輪跳動時，輪距變化不超過±4mm以防止輪胎早期磨損。
2、車輪跳動時，前輪定位角變化特性合理。
3、轉彎時，車身在0.4g側向加速度作用下，車身側傾角不大于3-5°，并保證車輪與車身傾斜同向，以增加不足轉向效應。
4、制動及加速時，車身應有“抗點頭”及“抗后坐”效應。
5、應具有足夠的強度，以可靠地承受及傳遞除垂直力以外的力和力矩。
解決的問題：
1.ADAMS軟件沒有基礎，需要借助相關參考書進行學習，在遇到無法獨立解決問題是向老師請教，預計在一周內(nèi)掌握其基本操作，在設計過程中不斷深入了解。
2.雖然現(xiàn)在對懸架基本設計有了一定的頭緒，大體有了掌握，但細節(jié)上還不能完全深入體會，這就需要我多參照相關懸架設計參考書或文獻，不斷完善自己的設計。
3.Pro E基本操作需要重新溫習，達到熟練掌握，Pro E還需進一步深入了解和掌握，在平時練習外，還需要虛心向同學、老師請教。
4.此次設計需要創(chuàng)新，這就需要對雙橫臂獨立懸架結構和參數(shù)之間的匹配有深刻的認識，大量閱讀相關資料必不可少，將自己的理解整理好與導師請教，使自己對雙橫臂獨立懸架設計思想不斷升華。
三、技術路線（研究方法）
收集資料 完成開題報告
初步計算懸架各部件尺寸，校核強度及壽命
采用ADAMS構建等比例簡化物理模型、運動學分析
根據(jù)最終確定參數(shù)繪制proe實體模型
Proe零件圖一套，裝配圖
完成說明書 出圖 完成畢業(yè)設計
審核修改
四、進度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月6日）
(2) 根據(jù)給出的相關尺寸參數(shù)進行相關部件的參數(shù)計算，并進行驗證 第 3、4周（3月7日～3月20日）
(3) 在ADAMS軟件平臺上建立零件的等比例物理模型，進行運動學分析 第5、6、7周（3月21～4月10日）
（4）利用部件的鏈接關系建立部件之間的裝配 第8、9、10、11周（4月11～5月8日）
（5）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括PRO/E零件圖）第12、13、14周（5月9日～5月29日）
（6）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（5月30日～6月12日）
（7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月13日～6月 19日）
五、參考文獻
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[2]余志生主編 汽車理論 第五版 機械工業(yè)出版社[M] 2009.3
[3]徐灝主編機械設計手冊 第三卷 機械工業(yè)出版社
[4]劉維信主編 汽車設計第一版 清華大學出版社[M] 2001.7
[5]劉虹 王其東 基于ADAMS雙橫臂獨立懸架運動學仿真分析[期刊論文]合肥工業(yè)大學學報[J] 2007.1
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[7]毛務本 韓銳 獨立懸架轉向梯形機構斷開點的優(yōu)化[期刊論文] 江蘇大學學報[J] 2004.3
[8]楊可楨 程光蘊 李仲生主編 機械設計基礎 高等教育出版社[M] 2006.5
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[11] 張亮亮 裴永生 吳丹丹 基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架的仿真分析及優(yōu)化設計燕山大學車輛與能源學院 [J] 2010
[12]周松鶴 徐烈烜主編 工程力學 機械工業(yè)出版社[M] 2007.9
[13]李軍邢俊文譚文潔ADAMS實例教程[M]2002
[14]Using ADAMS/View Function Builder Version 12.0. MDI,[J]2002
[15]Keiichi Motoyama Ph D. Takashi Yamanaka A Study of Suspension Design Using Optimization Technique and DOE [J] 2000
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日