架的虚拟设计及试验平台的研究开发

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摘 要
本文结合悬架设计知识，应用虚拟样机技术，研究开发了汽车麦弗逊式悬
架虚拟设计及试验平台。本文研究的目的和意义为在试制前的阶段进行设计和
试验仿真，并且提出改进意见，在产品制造出之前，就可以发现并更正设计缺
陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率。并借助此平台完成
了某高尔夫球车的前悬架设计工作，验证了该平台的实用性和通用性。
本文主要内容如下：
(1)首先介绍了课题研究的背景，国内外虚拟样机技术的发展状况，在此基
础上提出研究开发麦弗逊式悬架虚拟设计及试验平台，并归纳了本论文的研究
内容和方法。
(2)对麦弗逊悬架的结构以及悬架的设计要求进行了分析，介绍了悬架特
性、减振器、弹簧的设计计算方法，详细分析了悬架导向机构，并推导了导向
机构空问关键点坐标的计算方法，使用Matlab软件编写相应的程序来辅助计算
悬架导向机构初始参数的选择以及减振器，弹簧参数的计算。
(3)分析了应用虚拟样机软件软件ADAMS进行悬架仿真的建模方法、建模理
论依据以及运动学分析的理论基矗
(4)研究开发了麦弗逊悬架的虚拟试验平台。研究了在ADAMS/View中弗逊
式悬架建模的方法，分析了参数化悬架模型的方法，并对模型进行了参数化，
设计输入初始参数的功能，即改变初始参数就能快速生成不同的悬架模型，提
高了仿真分析以及优化设计的效率，使平台具有开放性。分析研究了所需优化
的目标参量(如车轮定位角、车轮侧滑量、悬架线刚度和悬架侧倾角刚度等)及
其函数表达式。
(5)进行了悬架运动学仿真分析，分析了悬架各性能参数在车轮跳动过程中
的变化趋势，并指出需要改进的地方。研究每个设计变量的变化对样机性能的
影响，并总结规律，提出优化设计的方案。再次进行仿真，对比分析了优化前
后的仿真结果，并评价了优化方案。优化后悬架的性能明显提高，验证了优化
方案的可行性，并完成虚拟设计及试验。
(6)对全文进行了总结。
关键词：麦弗逊式悬架、虚拟试验、车轮定位参数、导向机构