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原文传递独立悬架建模及有限元分析

论文题名：	独立悬架建模及有限元分析
关键词：	汽车底盘;独立悬架;多体动力学;极限工况;有限元分析
摘要：	悬架系统是汽车底盘中的主要总成件，在汽车的行驶过程中传递车架(或车身)与车轮之间的所有的力与力矩同时降低路面对的车架(或车身)的冲击载荷，衰减路面冲击给车架(或车身)带来的振动，保证了汽车行驶的平顺性与安全性。麦弗逊悬架作为一种独立悬架由于其结构简单，占用空间小，增大了两前轮内侧的空间，便于发动机和其他一些部件的布置，在现在乘用车上得到广泛应用。　　根据课题要求，本文将分析麦弗逊独立悬架系统中的零部件(下摆臂、转向节)在极限工况下的受力情况以及应力分布情况，为后续的贴片试验以及疲劳分析提供数据。　　本文通过多体动力学理论、有限元理论以及相关的软件Adams，Patran，Nastran完成项目内容。其中建模部分分为两个内容：1利用Adams建立悬架系统的多体动力学模型，其中分别采用了多刚体以及刚柔耦合的建模方法完成悬架子系统与横向稳定杆子系统的建模，并对所建立模型进行仿真对比分析；获得最准确的动力学模型；2利用Patran建立下摆臂与转向节的单个零件以及两者的装配体有限元模型，其中下摆臂采用了板壳单元与实体单元的混合建模方式，并利用多点约束模拟连接下摆臂与转向节的球铰链。分析部分也分为两个方面：1利用Adams对悬架的动力学模型进行自由载荷的仿真，获得下摆臂与转向节在极限工况下的受力情况。2利用Patran根据所得到的受力情况对单个下摆臂与转向节以及两者的装配体施加载荷与约束，利用Nastran进行有限元分析获得两者在极限工况下的应力最大值以及应力分布情况。　　通过本文的研究在对独立悬架进行建模与有限元分析获得以下几点成果：1悬架关键零部件的有限元建模方法；2球铰链的有限元模拟方法；3独立悬架的多体动力学的建模方法；4利用多体动力学软件获得下摆臂与转向节在极限工况下的边界载荷条件的方法。通过对悬架进行有限元分析得到了下摆臂与转向节在极限工况下最大应力值和应力分布情况。
作者：	伍伟
专业：	车辆工程
导师：	黄妙华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文