本文關(guān)鍵詞：基于部件特性的麥弗遜式懸架動力學(xué)建模研究

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【摘要】：在汽車高品質(zhì)已成為汽車設(shè)計(jì)重要目標(biāo)的背景下,整車廠商開始加強(qiáng)概念開發(fā)階段汽車生產(chǎn)一致性,使用耐久性及輕量化的設(shè)計(jì)。為此對應(yīng)用于該階段的懸架模型及懸架零部件提出了新的需求,一方面要求模型能夠盡量提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)容差,提高生產(chǎn)一致性;另一方面要求零部件供應(yīng)商提供的零部件在保證整車及總成性能的同時(shí)兼具良好的可靠性與耐久性。然而現(xiàn)階段這一需求無法實(shí)現(xiàn),主要是由于應(yīng)用于概念開發(fā)階段的基于總成特性的懸架模型無法提供具體硬點(diǎn)參數(shù)以及底盤關(guān)鍵零部件間的周邊載荷與位形。ADAMS懸架模型能夠較為準(zhǔn)確的計(jì)算桿系受力與位形,但由于剛性微分代數(shù)方程求解困難,模型無法達(dá)到實(shí)時(shí)仿真,此外由于橡膠部件建模簡單,模型也存在彈性運(yùn)動學(xué)特性描述不夠準(zhǔn)確等問題。對此,本文引入懸架硬點(diǎn)及部件結(jié)構(gòu)參數(shù),忽略桿系質(zhì)量與慣量,基于部件特性對懸架進(jìn)行動力學(xué)建模;并對懸架橡膠部件進(jìn)行了完整的力學(xué)特性描述,初步探究了模型運(yùn)動學(xué)與彈性運(yùn)動學(xué)分析方法。本文主要研究內(nèi)容如下:首先,針對麥弗遜懸架,建立了基于部件特性的懸架動力學(xué)模型。模型包括懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)與懸架靜力學(xué)兩部分。懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)通過組建系統(tǒng).約束方程,對懸架桿系運(yùn)動特性進(jìn)行了描述;懸架靜力學(xué)模型通過對懸架桿系進(jìn)行靜力平衡分析,求解了部件間鉸約束力及橡膠部件作用力。其次,建立了能夠準(zhǔn)確描述懸架橡膠部件非線性遲滯摩擦特性的橡膠襯套動力學(xué)模型,研究中采用動靜態(tài)分離的參數(shù)辨識方法獲得模型參數(shù);針對橡膠襯套力逆問題,文中采用模型傳遞函數(shù)對襯套動態(tài)變形量與襯套力之間的變化關(guān)系進(jìn)行描述;最后對模型襯套力與襯套動態(tài)變形量進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后,對麥弗遜式懸架動力學(xué)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。首先采用ADAMS懸架動態(tài)試驗(yàn)臺對懸架運(yùn)動學(xué)模型與靜力學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,模型仿真計(jì)算的桿系位形及邊界約束載荷與ADAMS仿真結(jié)果具有較好的一致性,同時(shí)模型實(shí)際仿真時(shí)間小于仿真設(shè)定時(shí)間,求解速率大大提高,表明了模型的正確性與實(shí)時(shí)性。其次選取懸架K特性試驗(yàn)下.采集的輪心垂向位移變化作為運(yùn)動學(xué)模型的輸入,模型計(jì)算的輪軸位置與車輪定位角變化情況與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度較好,.證明了采用.該模型對懸架進(jìn)行K特性研究的可行性;最后探索了懸架橡膠部件力學(xué)特性與懸架彈性運(yùn)動學(xué)的關(guān)系,本文選取實(shí)車縱向力加載試驗(yàn)下采集的輪心六分力作為懸架靜力學(xué)模型的輸入,根據(jù)模型輸出計(jì)算了下擺臂橡膠襯套及滑柱頂端橡膠支承的動態(tài)變形,通過橡膠部件的變形初步估算了輪軸位置的變化,估算曲線具有不同程度的遲滯特點(diǎn),表明懸架橡膠部件的彈性變形與遲滯特性是懸架產(chǎn)生彈性運(yùn)動學(xué)的主要原因之一,同時(shí)說明采用懸架彈性部件的動態(tài)變形量對懸架彈性運(yùn)動學(xué)特性進(jìn)行探索研究具有一定程度的可行性。
【關(guān)鍵詞】：麥弗遜懸架 部件特性 動力學(xué)建模 橡膠襯套
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題的提出10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 懸架動力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 懸架橡膠部件對懸架K&C特性的影響研究14-15
• 1.2.3 懸架橡膠部件建模研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 本文的研究工作及內(nèi)容19-21
• 第2章 麥弗遜懸架動力學(xué)模型的建立21-43
• 2.1 懸架桿系運(yùn)動學(xué)中運(yùn)動狀態(tài)的推導(dǎo)21-28
• 2.1.1 懸架桿系位置與姿態(tài)推導(dǎo)21-25
• 2.1.2 懸架桿系速度與角速度推導(dǎo)25-28
• 2.2 懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)建模研究28-36
• 2.2.1 懸架機(jī)構(gòu)自由度分析28
• 2.2.2 懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析28-36
• 2.3 懸架靜力學(xué)建模研究36-42
• 2.3.1 彈簧減振器非線性建模36-38
• 2.3.2 懸架下擺臂靜力學(xué)分析38-39
• 2.3.3 減振器滑柱靜力學(xué)分析39-41
• 2.3.4 轉(zhuǎn)向節(jié)支柱靜力學(xué)分析41-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第3章 懸架橡膠襯套動力學(xué)建模研究43-60
• 3.1 橡膠襯套動力學(xué)建模研究43-47
• 3.2 橡膠襯套模型參數(shù)辨識47-53
• 3.3 橡膠襯套力的逆問題分析研究53-55
• 3.4 橡膠襯套動力學(xué)模型仿真驗(yàn)證55-58
• 3.4.1 橡膠襯套力計(jì)算的仿真驗(yàn)證55-57
• 3.4.2 橡膠襯套動態(tài)變形的仿真驗(yàn)證57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 第4章 麥弗遜式懸架動力學(xué)模型仿真驗(yàn)證60-67
• 4.1 懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型與靜力學(xué)仿真驗(yàn)證60-63
• 4.1.1 懸架桿系位置變化的仿真驗(yàn)證61-62
• 4.1.2 懸架硬點(diǎn)鉸接力變化的仿真驗(yàn)證62-63
• 4.1.3 模型求解速率分析63
• 4.2 懸架特性測試下輪軸運(yùn)動狀態(tài)的仿真驗(yàn)證63-66
• 4.2.1 懸架K特性測試下輪軸位置與姿態(tài)變化的仿真驗(yàn)證64-65
• 4.2.2 懸架C特性測試下輪軸位置與姿態(tài)變化的仿真驗(yàn)證65-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第5章 全文總結(jié)與展望67-69
• 5.1 全文總結(jié)67-68
• 5.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 附錄 基本約束方程的推導(dǎo)73-76
• 致謝76

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：954849