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基于ADAMS的小型森林越野车前悬架仿真研究与优化

摘要：随着小型森林越野车在复杂地形中应用的广泛性，其前悬架系统的性能对车辆的通过性和稳定性起着决定性作用。文章以动力学仿真软件ADAMS为工具，对小型森林越野车的前悬架系统进行了深入的研究与优化。首先，通过UG软件实体建模，确定小型森林越野车前悬架各个硬点参数，然后Adamas-car构建了前悬架系统的虚拟样机模型，仿真分析车轮上下跳动参数与外倾角、主销后倾角、主销内倾角、前束角变化曲线关系，在此基础上，采用ADAMS-Insight进行优化设计，

外倾角的变化量减小了1.22°,主销内倾角的变化量减小了0.7°,主销后倾角的变化量减小了8.04°,其性能均得到了一定的优化改善；前束角的变化量略有增加，增加了0.03°,通过优化前后数据对比，优化后的每项参数值都得到了一定的改善，提升了小型森林越野车的稳定性和操控性。文章的研究成果不仅提升了小型森林越野车的性能，也为类似车辆的悬架系统设计提供了理论参考和工程指导意义。

关键词：小型森林越野车前悬架系统曲线关系优化设计

随着户外探险和越野运动的兴起，小型森林越野车因其良好的机动性和适应性而受到广泛关注。前悬架系统作为越野车的重要组成部分，直接关系到车辆的稳定性、舒适性以及越野能力。传统的悬架设计多依赖于经验公式和试验修正，耗时耗力且难以达到最优设计。因此，利用现代仿真技术对小型森林越野车前悬架系统进行研究，具有重要的理论价值和实际应用意义。

1ADAMS软件介绍及应用

1.1ADAMS软件概述

Adams-car是一款高效的运动学仿真软件，可以调用前期在软件中预先设置好的模型与模板进行仿真[1]。该软件的核心功能包括建模、分析和优化，支持用户

创建复杂的多体动力学模型，并对模型进行详细的性能测试。ADAMS拥有丰富的库资源和强大的求解器，可以准确模拟真实世界的物理行为。

1.2ADAMS在汽车工程中的应用

在汽车工程领域，ADAMS被用于各种类型的车辆系统的设计与分析。例如，它可以用来模拟车辆悬挂系统、传动系统、制动系统等，预测各组件在实际操作中的动态行为。此外，ADAMS还能帮助工程师评估不同设计方案的性能，从而在生产之前做出更加明智的决策。

1.3ADAMS在小型森林越野车前悬架仿真中的适用性分析

对于小型森林越野车前悬架系统而言，由于其工作环境的复杂多变，传统的设计方法往往难以满足性能要求。ADAMS提供的高精度仿真能力使其成为理想的分析工具。通过建立准确的前悬架模型，可以模拟不同的驾驶条件，如颠簸路面、陡坡等，进而评估悬架系统的性能。利用ADAMS进行参数研究和优化设计，可以有效地指导实际的悬架系统开发，减少试错成本，缩短研发周期。

2小型森林越野车前悬架结构的设计

2.1前悬架系统的组成与工作原理

小型森林越野车前悬架系统主要由弹簧、减震器、连杆机构、轮毂和轮胎等部件构成。它连接车身与轮胎，起到减振、缓冲和防侧倾的作用[2]。其主要工作原理是通过这些部件的相互作用来吸收来自不平路面的冲击和振动，保证车轮与地面的有效接触，从而确保车辆的行驶稳定性和平顺性。

2.2前悬架类型及其特点

常见的前悬架类型包括麦弗逊式、双横臂式、多连杆式等。麦弗逊式悬架结构简单、成本较低，但抗侧倾能力较弱；双横臂式悬架能提供较好的操控稳定性，但占用空间较大；多连杆式悬架则在操控性和舒适性之间取得了较好的平衡，适用于高性能越野车。

2.3小型森林越野车前悬架设计要求

小型森林越野车前悬架的设计需满足以下基本要求：足够的强度和刚度以承受恶劣路况下的载荷冲击；良好的振动吸收能力以提高乘坐舒适性；合理的空间布局以适应紧凑型车身结构；以及优异的可靠性和维护性以保证长期稳定工作。此外，考虑到小型森林越野车的特殊使用环境，前悬架还应具备良好的通过性和适应复杂地形的能力。综合分析，本论文小型森林越野车设计为双横臂式的独立悬架，这样的设计可以使悬架的侧倾高度降低[3]。悬架的基本参数设定如表1所示。

3前悬架仿真模型的建立

3.1UG12.0三维建模

根据整车基本参数和前悬架基本参数值，利用UG12.0对前悬架模型进行建立

[3]。前悬架建模如图1、2、3所示。

3.2ADAMS建立仿真模型

UG前悬架三维模型建立以后，提取前悬架的硬点参数。在悬架仿真中，硬点

参数可以影响车辆的稳定性和行驶性能。硬点参数还可以影响悬架系统的自然频率，即悬架系统固有的振动频率。通过调整硬点参数，可以控制悬架系统的自然频率，

从而降低车辆的震动和颠簸感[4]。利用ADAMS悬架实验测试台对前悬架左右车轮同向跳动进行仿真分析实