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基于ADAMS的客车独立悬架的运动仿真.pdf

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上传者: purecccc 2012-07-05 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《基于ADAMS的客车独立悬架的运动仿真pdf》,可适用于人文社科领域,主题内容包含第期客车技术与研究BUSTECHNoLoGYANDRESEARCH基于ADAMS的客车独立悬架的逞动仿真郭延辉L秦彦斌(.西安石油大学机械工程学院.符等。

第期客车技术与研究BUSTECHNoLoGYANDRESEARCH基于ADAMS的客车独立悬架的逞动仿真郭延辉L秦彦斌(.西安石油大学机械工程学院.西安.陕西欧舒特汽车股份有限公司西安)摘要:应用多体动力学软件ADMAS建"矗.SX低入口公路客车的前空气独立悬架系统模型通过对其进行运动学仿真分析得到前轮定位参数随车轮跳动变化的关系曲线为独立悬架系统的设计和匹配提供参考。关键词:低入口客车独立空气悬架ADAMS运动仿真中图分类号:U..文献标识码:A文章编号:()KinematicsAnalysisofCoachIndependentAirSuspensionBasedonADAMSGUYanhui.QINYanbin(.Xi’anUniv.ofPetroleumMachineryEng.Inst.Xi’anChina.ShaanxiEurosterAutomobileCo.LtdXi‘anChina)Abstract:ThedynamicsimulationmodeloftheindependentairsuspensionforSXllowfloorcoachiscreatedwithmultibodydynamicssoftwareADMAS.Viathemodel’Skinematicsanalysistheauthorsgaintheparameterandrelationcalveoffrontwheelpositionwithwheel’sjumpinessinordertoprovidereferenceforreasonablematchingdesignoftheindependentairsuspension.Keywords:lowfloorcoachindependentairsuspensionADAMSkinematicssimulator随着我H高速公路的快速发展和人们对客乍乘坐舒适性要求的提高空气悬架系统在客车上的匹配应用越来越多。高等级客车使J}J独市空气悬架系统也成为一种趋势。本文以陕西欧舒特汽车股份有限公司的SX客乍前空气独立悬架为研究对象利J|IADAMS软件建立其数字化样机模型对汽车操纵稳定性影响较大的前轮定位参数随悬架运动的变化规律进行仿真分析。部件的材料属性、对其一t维几何模型进行测最来获取。根据悬架结构模型建立悬架系统虚拟样机仿真分析模型如图所示。建立系统的仿真分析模型SX客车前空气独立悬架系统主要ffl轮毂、盘图l前独伊悬架i维几何模型式制动器、支撑臂、I.n型臂、下A型臂、气囊支座、气囊、减振器、横向稳定杆、横托杆、中I.ⅡJ批杆、转向器及其他零部件组成。其二维几何模型如图l所示。独立悬架系统中除空气弹簧、减振器和橡胶衬套外其余零部件均假设为刚性体。零部件之I’口J的连接点的空问位置可由三维数模获取各零部件的质心位置、质量以及转动惯量等惯性参数口『以通过定义各零图前独立悬架系统虚拟样机作者简介:郭延辉(一)男工程师陕西欧舒特汽乍股份有限公司底盘设计师西安石油大学机械工程学院在职研究生。万方数据客车技术与研究年月建立元件的动力学模型.建立空气弹簧模型根据前独立悬架系统的设计要求气囊型号选择CONTITECH公司的N。其载荷为kg推荐安装高度为mm。根据气囊的刚度特性曲线图取副气室的容积%=.dml工作气压P分别为bar、bar和bar的试验数据。以该E线性空气弹簧刚度特性输入到ADAMS中建立空气弹簧模型拟合得出如图所示的弹簧刚度非线性特性曲线。吡穰.g./J///f/////f.//r/T一.JII.P’r一lI).一...O....拉伸行程设汁高度JK缩行程(mm)图空气弹簧刚度特性曲线.建立减振器模型该悬架减振器选用个zF公司生产的型双向作用筒式减振器。对试验所得的阻尼力一速度特性崩进行捅值以模拟其非线性特性使模型更接近汽乍的实际T.况。其阻尼力一速度特性曲线拟合如图所示。一一R世疆一}j胜编仃栏透腰托伸"崔图减振器阻尼力一速度特性拟合曲线.建立橡胶衬套模型橡胶衬套在空气悬架中主要起传递力和力矩、补偿运动干涉和吸收部分振动的作用在相当程度上决定和影响着悬架参数的准确性。在ADAMSep建立橡胶衬套模型时衬套的特性需要基于建立在其自身中心的局部坐标系朱描述对其局部坐标系作如下规定:)局部坐标系原点位于衬套中心衬套轴线方向为z轴横截面上某一对称轴为x轴Y轴由右手法则确定。)为了用统一的格式来描述整车中各处衬套的方位(即上述局部坐标系的方位)对于每一个衬套需要用i个关键点来描述它们分别是:衬套中心点、Z轴方向点、X轴方向点。如图所示。图衬套局部坐标系的规定前独立悬架运动学分析前独立悬架定位参数包括前轮外倾角、前束、主销内倾角和后倾角。这些参数对实现转向回正、转向轻便、减少轮胎磨损和保证车辆直线行驶有很重要的影响。其初始定位参数见表其参数是结合非独立悬架的前桥定位参数和设计经验给定。表前独立悬架的初始定位参数主销后倾角(o)I丰销内倾角(。)I车轮外倾角(。){前束值(mm).l~.前轮外倾角采用独市悬架的乍辆当汽车转弯时车身侧倾会引起车轮随车身一起倾斜导致外侧车轮相对于地面的外倾角向正的力‘向变化降低传递侧向力的能力。为保证轮胎的侧偏性能要求外倾角在车轮上跳时减小下落时增加使乍轮在汽车行驶过程中尽叮能垂直于路面并控制其变化量。若前轮外倾角的变化较大则会影响汽车直线行驶的稳定性同时也会影响轮距的变化和轮胎的磨损。Fh罔所示的仿真结果可以看出在乍轮跳动行程内目标样车前轮外倾角的变化趋势符合上跳时向负值方向变化、下落时向正值方向变化的设汁要求变化范I书I比较小。车轮跳动量为mmB,f前轮外倾角的变化范围为.。。。万方数据第期郭延辉。等:基于ADAMS的客乍独妒悬架的运动仿真I.一.魁.援..//\/\\/、/、一.....下跳幅度车轮跳动幅度上跳幅度(mm)图前轮外倾角随车轮上下跳动的变化曲线.前轮前束角车轮跳动时前束变化对车辆的直线稳定性和稳态响应有很大影响所以设计时希望车轮前束在车轮跳动过程中应尽町能保持不变或者变化很小。前轮卜跳时要求前轮前束的变化范同较小同时前束可以改善车轮外倾带来的不利影响减少轮胎的磨损。南仿真图(图略)可以看出车轮‘E、下跳动时Iji『束角在.一.之间变化曲线非常平缓变化很小对应的前束值在~mm之间。.前轮主销内倾角前轮主销内倾有利于减小主销横向偏移距从而减少转向时驾驶员加在转向盘上的力使转向操纵轻便同时也可减少从转向轮传到转向蕊卜的冲击力。由仿真图(网略)町知车轮跳动mm的行程内主销内倾角的变化范围为.~.。曲线变化比较平缓。.前轮主销后倾角前轮主销后倾角和后倾拖距的设计应保证汽车具有合适的回正力矩。一般不希望后倾角在车轮上下运动过程中出现大的变化以免在载荷变化时出现回正力矩过大或过小的现象否则转向轮容易产生摆振使操稳性能恶化。一般认为主销后倾角在一。之间是合理的范围。从仿真图(图略)可以看出车轮跳动量为mm的行程内主销后倾角的变化范围为.。一.:。变化范围很小。.轮距变化量车轮卜下跳动时车轮绕瞬时中心摆动几乎不可避免地会导致轮距的变化。车辆行驶过程中轮距的变化会引起相应的侧向力并导致汽车的直线行驶能力下降同时还会造成轮胎滚动阻力增大和对转向系统产生影响。为了获得车辆良好的行驶性能希望车轮跳动时轮距的变化尽量小。一般在车轮上下跳动mm左右时半轮距的变化量应小于mm。由仿真曲线图(图略)可以看出车轮上下跳至mm时轮距的变化量为.mm满足车轮跳动时轮距变化量的要求。结束语通过对SX独立悬架的仿真分析表明该独立空气悬架的定位参数在车轮上下跳动时变化趋势是合理的满足该车独立悬架的设计要求。根据分析的数据对前独立悬架系统的各个零部件进行优化设计样车经过道路试验得到的数据基本和仿真分析得到的数据一致同传统设计相比。大大节省了设计和制造样机的时间取得r很好的经济效益。匹配该独立悬架系统的SX客车经过一年的使用悬架系统运行良好达到设计要求。参考文献:【lI史文杰陈昆山吴林生.基于Adamshar的低地板公交车中前独立空气悬架系统设计与研究【J】.机械设计与制造()『刘惟信.汽车设计M.北京:清华大学出版社..【】土颦r.汽车设计fM】.北京:机械I:业ff{版社。..f】《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册【M】.北京:人民交通出版社..『赵韩钱德猛。魏映.汽车空气悬架的运动学仿真分析及优化设计【J】.中国机械一l:程{)():.I李军邢俊文.ADAMS实例教程fMl.北京:北京理j二大学f“版社.【】钱德猛.汽车空气悬架系统的参数化建模、分析及设计理论和方法研究【D】.合肥:合肥工业大学.【l胡磊周军.基于ADAMS前双横臂独立悬架的建模和仿真分析J】.轻型汽车技术():.【l史广垒。李槟孟宪民.汽车设计中减震器相对阻尼系数的确定【J】.汽车J二程():.【】李明/J薇.影响空气弹簧刚度的几个因素【c】.中国客车学会年会论文集西安:陕西科学技术m版丰L.修改稿日期:万方数据基于ADAMS的客车独立悬架的运动仿真作者:郭延辉秦彦斌GUOYanhuiQINYanbin作者单位:郭延辉,GUOYanhui(西安石油大学,机械工程学院,西安,陕西欧舒特汽车股份有限公司,西安,)秦彦斌,QINYanbin(西安石油大学,机械工程学院,西安,)刊名:客车技术与研究英文刊名:BUSTECHNOLOGYANDRESEARCH年卷(期):,()参考文献(条)史文杰陈昆山吴林生基于Adamscar的低地板公交车中前独立空气悬架系统设计与研究()刘惟信汽车设计王望予汽车设计<汽车工程手册>编辑委员会汽车工程手册赵韩钱德猛魏映汽车空气悬架的运动学仿真分析及优化设计()李军邢俊文ADAMS实例教程钱德猛汽车空气悬架系统的参数化建模、分析及设计理论和方法研究胡磊周君基于ADAMS前双横臂独立悬架的建模和仿真分析()史广奎李槟孟宪民汽车设计中减震器相对阻尼系数的确定()李明刁薇影响空气弹簧刚度的几个因素本文链接:http:dgwanfangdatacomcnPeriodicalkcjsyyjaspx

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