基于ADAMS某型号运输车悬挂系统动力学仿真.docVIP

某型号运输车悬挂系统动力学仿真 刘民 黄铁球 航天科技集团一院十五所 美国MDI公司北京办事处 课题的提出 汽车悬挂系统是汽车的一个重要组成，其功用在于将车架和车桥弹性的连接起来，减轻和消除由于不平路面传给车身的动载荷，以保证汽车必要的行驶平顺性。 本文针对某型号汽车底盘悬挂系统进行了动力学仿真分析。仿真汽车在各种给定工况下的动态响应，以检验车辆的行驶平顺性，并给出在各种给定工况下各部件受力分析结果。为汽车底盘悬挂系统的设计计算提供重要参考。 原始参数 主参考系OXYZ 主参考系OXYZ的原点位于前车轴的几何中心，X轴平行于车架平面指向前方，Z轴垂直于车架平面指向上方，Y轴沿前车轴的中心线，遵守右手规则。 几何模型的建立 根据车辆转向与悬架系统中各部件的几何尺寸，采用PRO/E建模计算相应质量、质心、惯量特性。为ADAMS分析模型提供参数。 3 ADAMS分析模型 根据分析的目的和要求建立了汽车转向与悬架系统的ADAMS分析模型（图1）。整个模型由46个可动部件和65个铰链组成。各部件的名称及各铰链的名称，各铰链位置的关键点坐标值从略。 3.1 ADAMS动力学模型中的关键部分 3.1.1悬挂系统 底盘包括有四桥，共8个油气弹簧，油气弹簧的刚度和阻尼均有测量值，因此在ADAMS中采用了非线性的弹簧-阻尼器来模拟其连接特性。 3.1.2 轮胎 轮胎同样采用非线性弹簧阻尼器来模拟，轮胎的垂向刚度和阻尼有测量数据，但缺少纵向和轴向的刚度和阻尼，取值为经验值。 4 工况的设定： 4.1车轮遇凸块的工况 当汽车以80公里/小时（即22.22米/秒）的速度直线行使时，某车轮遇凸块(高300mm，宽445mm)。相当于给车轮加单脉冲输入，（仅以一桥右车轮为例）。 图1 汽车转向与悬架系统ADAMS模型 4.2车轮遇凹坑的工况 当汽车以80公里/小时（即22.22米/秒）的速度直线行使时，某车轮遇凹坑（深300 mm（车轮下降深度）宽445mm）。相当于给车轮加脉冲输入，脉冲曲线见下图：（仅以一桥右车轮为例） 4.3 双波纹路面工况 当汽车以40公里/小时（即11.11米/秒）的速度直线行使通过如图图2所示的波纹路面（相当于给车轮加频率为5Hz的振动输入，振幅为100mm，波长2.22m）。仿真历时10秒。 100 SIN（10×PI×time） 图2. 波纹路面曲线图 4.4 车轮经过坎的工况 当汽车以一定的速度直线行使通过高120mm，宽400mm的坎。相当于给车轮加单脉冲输入，以分别50，40公里/小时的速度进行仿真计算，比较结果。 5 计算结果 5.1整车动响应结果 因为整车平顺性是以载物的动态响应来衡量的，所以本文只给出簧上质量的动响应结果（即MODLE_BASE的质心的动响应情况）。其他部件1的响应情况可从模型EX_LUPU_40的结果文件（EX_LUPU_40.res）中查询。另由于篇幅关系，下面仅给出工况4.3、4.4的部分结果。 5.2双波纹路面工况时车体质量的动响应结果（质心处）。 垂向加速度。见图13。 由图显示当八个车轮都上了波纹路面（时间为0.7秒以后），垂向加速度逐渐稳定变化，上下峰值一般在+5900 mm/sec2和-4300 mm/sec2左右，响应的频率为5Hz。运动过程中垂向加速度MAX=+6370mm/sec2;-4885 mm/sec2. 横向加速度。见图14。 由图显示当八个车轮都上了波纹路面（时间为0.7秒以后），横向加速度逐渐稳定变化，上下峰值一般在+19500 mm/sec2和-14600 mm/sec2左右，响应的频率为5Hz。运动过程中横向加速度MAX=+20342mm/sec2;-15754mm/sec2. 纵向加速度。见图15。 由图显示当八个车轮都上了波纹路面（时间为0.7秒以后），纵向加速度逐渐稳定变化，上下峰值一般在+500 mm/sec2和-500 mm/sec2左右，响应的频率为5Hz。运动过程中纵向加速度MAX=+1017.3mm/sec2;-2089.4 mm/sec2. 绕垂向角加速度。见图16。 由图显示当八个车轮都上了波纹路面（时间为0.7秒以后），绕垂向角加速度逐渐稳定变化，上下峰值一般在+350 mm/sec2和-350 mm/sec2左右，响应的频率为5Hz。运动过程中垂向加速度MAX=+380.3mm/sec2;-436 mm/sec2. 绕横向角加速度。见图17。 由图显示当八个车轮都上了波纹路面（时间为0.7秒以后），绕横向角加速度逐渐稳定变化，上下峰值一般在+330 mm/sec2和-380 mm/sec2左右，响应的频率为5Hz。运动过程中绕横向角加