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双横臂独立悬架的虚拟设计与仿真分析研究
| 论文题名： | 双横臂独立悬架的虚拟设计与仿真分析研究 |
| 关键词： | 汽车悬架;动态性能;结构虚拟设计;矩阵变换;仿真分析 |
| 摘要： | 悬架是决定车辆动态性能的关键总成，并对汽车的舒适性、操控性以及安全性均有直接影响。2014年国内某两款畅销车型发生悬架断轴事件，引起了社会的广泛关注，其中某SUV在低速时多次发生转向节断裂事件致使车辆失去转向能力从而严重危及到乘员的安全。因此，悬架系统结构的合理设计和应力分析研究具有非常重要的实际意义和理论价值。 本文以国内某车型作为研究对象，并对以下工作内容展开详细而深入的研究： 首先，详细分析了前双横臂独立悬架的运动学特性，并利用欧拉法和矩阵变换的原理推导出主要硬点在导向机构运动过程中的坐标变换，进而得出了关于悬架性能参数的数学理论模型。然后利用Matlab软件编写程序，将各关键点的坐标值代入，便可得到了悬架运动学特性的仿真曲线。随后运用前人的分析经验以及悬架设计理论进行分析，发现其运动学性能参数满足悬架理论设计的要求。 其次，运用ADAMS创建了前悬架的动力学模型，其仿真曲线与Matlab结果比较相近，同时也说明了前悬架数学理论模型的正确性。进而基于前悬架构建了包含后双横臂独立悬架、前后轮胎、转向机构以及车身等在内的整车动力学仿真模型，通过施加路面激励并根据法规标准分析了前后均为双横臂独立悬架整车模型的操纵性及平顺性，并由结果分析发现其性能良好且满足高速汽车的需求。 然后，在运用ADAMS进行虚拟设计及运动学分析以得到合理性能参数之后，继而运用ANSYS对前悬架的关键受力部件（转向节、螺旋弹簧及下控制臂）进行结构应力分析和多阶模态分析。利用静力学的分析校核了材料强度，并运用锤击法模态试验验证了ANSYS理论分析的有效性及准确性。 同时，本文首次联合利用Matlab、ADAMS、ANSYS软件以及锤击法模态试验对双横臂独立悬架的运动学、静力学和模态进行了详细而深入的仿真分析研究，并提出了加权加速度均方根植的简单计算方法，为今后的整车平顺性研究提供了一定的理论依据与计算方法，对汽车的设计和制造具有一定的参考，也是一种社会责任的体现。 |
| 作者： | 宋冲冲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何天明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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