在國外內(nèi)汽車市場上,不同車企相互之間的競爭越來越激烈,這給汽車的設(shè)計和研發(fā)工作帶來了較大的挑戰(zhàn),在設(shè)計上在既要保證汽車的性能也要考慮零件的成本。扭轉(zhuǎn)梁后懸架因為結(jié)構(gòu)簡單,占用空間小,成本低,性能優(yōu)良,在乘用車上獲得了廣泛的運(yùn)用。本文主要以實際開發(fā)的車型為基礎(chǔ),以工程運(yùn)用的角度對扭轉(zhuǎn)梁后懸的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析和研究。首先對扭轉(zhuǎn)梁的橫梁、縱臂和彈簧座等結(jié)構(gòu)的主要形式進(jìn)行分類和介紹,分析和評價了各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),為扭轉(zhuǎn)梁后懸的結(jié)構(gòu)設(shè)計在性能和成本取舍上指明了方向。在扭轉(zhuǎn)梁后懸架的布置上引入剪切中心對扭轉(zhuǎn)梁的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)進(jìn)行討論和分析,例如剪切中心對車輛不足轉(zhuǎn)向特性的影響,對后懸架側(cè)傾中心高度的影響以及對側(cè)傾角剛度的影響等;通過設(shè)置單一變量研究了襯套點(diǎn)的布置對性能的影響;然后研究了彈簧布置對懸架受力的分析以及彈簧安裝面和彈簧端部起始位置對性能和結(jié)構(gòu)耐久的影響。其次對于扭轉(zhuǎn)梁后懸架的運(yùn)動模型,本文運(yùn)用多體動力學(xué)中的相關(guān)公式推導(dǎo)了扭轉(zhuǎn)梁的運(yùn)動方程,同時介紹了扭轉(zhuǎn)梁主要的操縱穩(wěn)定性能如車輪定位參數(shù)、側(cè)傾中心高度、側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)等,并基于歐拉四元素法推導(dǎo)了相應(yīng)的計算方法。然后在后扭轉(zhuǎn)梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計上,重點(diǎn)... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

扭轉(zhuǎn)梁后懸結(jié)構(gòu)

工程碩士學(xué)位論文-5-圖1.2扭轉(zhuǎn)梁后懸設(shè)計流程圖1.5本論文主要研究內(nèi)容及方法通過資料的收集、整理、對比建立合理的計算模型。然后根據(jù)《汽車?yán)碚摗�、《計算多體系動力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《薄壁桿件力學(xué)》等中的原理理論對懸架的進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估、計算。最后用UG建模和用MATLAB進(jìn)行了數(shù)值計算、圖像分析。本文對扭轉(zhuǎn)梁后懸架分析研究的主要內(nèi)容如下：（1）對扭轉(zhuǎn)梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類介紹，如橫梁、縱臂等結(jié)構(gòu)，分析了各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并引入剪切中心對后懸架的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行分析，研究了不同的變量對扭轉(zhuǎn)梁的運(yùn)動性能和結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)度的影響。運(yùn)用多體系動力學(xué)理論建立了扭轉(zhuǎn)梁后懸架運(yùn)動的理論模型，對后懸架的車輪參數(shù)及側(cè)傾中心高度、側(cè)傾轉(zhuǎn)向等進(jìn)行了推導(dǎo)和分析，并對扭轉(zhuǎn)梁性能參數(shù)的設(shè)計做了進(jìn)一步的說明。（2）研究了扭轉(zhuǎn)梁后懸架的橫梁截面的設(shè)計方法，重點(diǎn)參考了《薄壁桿件力學(xué)》中的相關(guān)理論推導(dǎo)了開閉口橫梁的剪切中心計算方法，同時考慮了扭轉(zhuǎn)梁橫梁的邊界條件，采用約束扭轉(zhuǎn)的理論推導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)剛度的計算方法，與CAE分析軟進(jìn)行對比，獲得了較為滿意的計算結(jié)果。（3）為了在工程運(yùn)用上提高效率，運(yùn)用MATLAB軟件的優(yōu)化工具箱對扭轉(zhuǎn)梁安裝襯套的角度布置和襯套各個方向的剛度進(jìn)行了優(yōu)化，從而得到最佳的不足轉(zhuǎn)向特性。在最常用的EXCEL軟件中通過VBA編程的宏命令使得扭轉(zhuǎn)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計變得流程化、可視化。

扭轉(zhuǎn)梁后懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計-6-第2章扭轉(zhuǎn)梁后懸架構(gòu)型分析及布置要求2.1扭轉(zhuǎn)梁后懸架構(gòu)型分析2.1.1橫梁開口朝向根據(jù)橫梁的開口方向，可以分為開口向下、向前、向后、向上四種結(jié)構(gòu)[7]，同一位置的橫梁，由于開口位置的不同，會導(dǎo)致橫梁的剪切中心位置不同，使得整個扭轉(zhuǎn)梁懸架的側(cè)傾中心高度不同，從而影響扭轉(zhuǎn)梁后懸架的性能，一般情況下多采用開口向下結(jié)構(gòu)，還有采用開口向前、向后的橫梁結(jié)構(gòu)。開口向前會對空氣動力學(xué)有一定的影響，橫梁與縱臂搭接效果較好，橫梁端部附近的應(yīng)力分布較為合理。開口向后與彈簧座的搭接較難處理，一般適用于彈簧座不與橫梁搭接的結(jié)構(gòu)。開口向上會使剪切中心下移從而大大降低側(cè)傾中心高度以及存在積水的問題,固基本不采用。開口向下有利于增加側(cè)傾中心高度，橫梁與縱臂搭接附近的應(yīng)力一般存在前后應(yīng)力不均勻的現(xiàn)象。圖2.1橫梁開口朝向2.1.2橫梁截面形式有如（圖2.2）所示結(jié)構(gòu)：其中A/B/C類為鋼板沖壓而成；D類是圓管液壓成型。在設(shè)計橫梁時，一般需要做到兩端焊接部位截面加大，使得焊接區(qū)域增大，減小應(yīng)力集中；橫梁中間截面較小，使得橫梁應(yīng)力分布均勻。A類為U型橫梁，具有結(jié)構(gòu)簡單，成型工藝良好特點(diǎn)，其扭轉(zhuǎn)效率高，但如設(shè)計不好，易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象�，F(xiàn)階段使用車型較少，主要應(yīng)用于小型車輛。B類為瓦型橫梁，具有較大的扭轉(zhuǎn)剛度。C類為V型橫梁+扭桿結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，成型工藝良好的特點(diǎn)，V型橫梁扭轉(zhuǎn)效率不高，需增加扭桿才能滿足扭轉(zhuǎn)剛度需求，但扭轉(zhuǎn)造成的應(yīng)力比較分


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