微型车悬架系统设计及整车平顺性计算

论文摘要

悬架是底盘的重要系统,其作用是将车轮或车桥与汽车车身或车架柔性联接起来,保证路面与轮胎可靠接触、保持良好的操纵稳定性和乘坐舒适性。本课题来源于一款新开发的微型汽车,作者主要任务是悬架系统设计,研究内容是悬架系统对整车平顺性的影响。工作思路是先确定整车的质量参数,通过理论计算或仿真优选悬架系统参数,然后对悬架系统进行初步的总体结构设计,最后根据悬架总体结构建立模型,仿真计算整车平顺性。具体的工作内容大体有以下几部分。在前人总体设计经验的基础上分别进行了整车型式的选择、主要参数的确定以及整车性能的计算,最后完成整车总体布置,并绘制了布置简图。确定悬架系统参数的基本思想是,基于简化的汽车模型,研究悬架各参数对整车平顺性的影响,最终达到优选参数的目的。这部分工作主要是理论计算,对于难以计算的通过建模仿真实现,其结果以图表形式显示。参照悬架设计的相关资料,初步设计前悬架总体结构,并建立麦弗逊悬架多体动力学模型。通过仿真和优化,使所设计的悬架更加合理。针对所开发微型车的特点,先设计非对称钢板弹簧,在此基础上设计非对称渐变刚度钢板弹簧。设计的钢板弹簧均经过有限元法进行刚度特性分析、验证。最后综合了前悬架模型、钢板弹簧模型和其他成员的成果建立整车模型,在虚拟的四柱试验台架上仿真计算车身振动响应。将其作为人-座椅系统的振动的输入,最后仿真计算座椅上的平顺性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外悬架系统设计研究的概况
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 汽车总体参数设计
• 2.1 整车型式的选择
• 2.1.1 发动机的种类和型式
• 2.1.2 汽车的驱动型式
• 2.1.3 轮胎的选择
• 2.2 汽车主要参数的选择
• 2.2.1 汽车主要尺寸参数
• 2.2.2 汽车质量参数
• 2.2.3 汽车主要性能参数的选择
• 2.3 发动机主要性能指标的选择
• 2.3.1 发动机最大功率及其相应转速
• 2.3.2 发动机最大转矩及其相应转速
• 2.3.3 发动机适应性系数
• 2.4 整车性能特点评价
• 3 悬架总体设计
• 3.1 悬架选型
• 3.1.1 非独立悬架
• 3.1.2 独立悬架
• 3.2 悬架主要参数的确定
• 3.2.1 影响平顺性的参数
• 3.2.2 悬架的弹性特性和工作行程
• 3.2.3 阻尼特性
• 3.2.4 非悬挂质量的确定
• 4 前悬架设计研究
• 4.1 前轮定位主要参数的初步确定
• 4.1.1 轮距变化量
• 4.1.2 车轮外倾角
• 4.1.3 前轮前束
• 4.1.4 转向主销的内倾角及偏移距
• 4.1.5 主销后倾角及后倾拖距
• 4.1.6 侧倾中心
• 4.1.7 侧倾角刚度
• 4.2 前悬架的仿真优化
• 4.2.1 前悬架的仿真
• 4.2.2 前悬架的优化
• 4.3 螺旋弹簧刚度和减振器阻尼的计算
• 5 后悬架设计研究
• 5.1 概述
• 5.1.1 变刚度悬架
• 5.1.2 非对称钢板弹簧
• 5.2 汽车钢板弹簧设计
• 5.2.1 钢板弹簧刚度的计算方法
• 5.2.2 多片钢板弹簧的设计与计算
• 5.3 减振器的选购
• 6 整车平顺性计算
• 6.1 整车模型的建立
• 6.1.1 前悬架模型
• 6.1.2 轮胎模型建立
• 6.1.3 转向系统模型
• 6.1.4 钢板弹簧模型建立
• 6.1.5 驱动桥总成模型
• 6.2 对模型进行仿真分析
• 6.2.1 整车悬架系统正弦波扫描分析
• 6.2.2 随机不平路面的仿真
• 6.3 人-座椅系统的平顺性计算
• 6.3.1 人-座椅系统仿真分析
• 6.3.2 平顺性计算
• 7 全文总结
• 7.1 工作总结
• 7.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 附录B