半挂车用三轴板簧平衡悬架的仿真分析与结构改进.pdf

扬州大学硕士学位论文半挂车用三轴板簧平衡悬架的仿真分析与结构改进姓名：倪寿勇申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：陈靖芯;刘洪庆20060501倪寿勇半挂车用三轴板簧平衡悬架的仿真分析与结构改进手葡要汽车悬架系统是用来支撑车身并且缓冲行驶中的震动的车架与车轴之间的连接传力机件，它是车辆行驶特性的主宰，对车辆行驶的安全性、通过性、稳定性以及附着性能都有重大影响，是汽车总布置、运动校核的重要内容随着数学、工程力学及计算机信息技术的发展，多体动力学理论及相关软件的日趋成熟，利用A D A M S来分析解决悬架设计、分析和优化问题已经成为一种有效手段本文在综述了多体动力学理论发展的历史、现状及其建模方法的基础上，利用M S C ．A D A M S 软件结合C A T I A 对半挂车的弹性件——钢板弹簧及整个悬架系统在C A D 建模、非线性多体动力学模型的建立、仿真分析、结构参数的优化等方面进行了研究文中运用悬架力学理论对平衡悬架运动的机理、主要影响因素进行了分析讨论；对钢板弹簧的建模问题及板簧的动特性问题进行了仿真分析；在确立了评价目标后，通过悬架运动特性的仿真分析找出了悬架在极限工况下发生板簧运动干涉的原因，并提出了结构改进方案；在A D A M S 中，通过对拉力杆长度及装配尺寸对轮胎磨损影响的参数化研究，分析了单一悬架结构参数对轮胎磨损的影响。

此外，本文针对使用维修提出了板簧装配改进设计方案板簧动力学模型的建立是一大难点，文中的半挂车悬架模型中的钢板弹簧由T i m o s h e n k o 梁连接的若干离散刚体组成，以模拟板簧的非线性特性，通过正弦载荷的施加，该模型能很好地反映板簧非线性引起的迟滞现象虚拟样机技术与其它C A D 、C A E 软件的结合使用是今后我国汽车设计与分析的一个发展方向，本文结合工程实际问题在这方面做了探讨和研究文中在对许多悬架设计的经验进行归纳总结的基础上，采用传统的运动分析手段对板簧的变形机理与悬架系统的运动机理进行了研究；运用计算机三维造型对支架及平衡摆臂等复杂模型的建模及板簧总成进行了装配设计；运用虚拟样机技术对悬架系统在极限工况下的垂向运动、紧急制动时的悬架纵向受力及轮胎磨损进行了分析与研究关键词：多体动力学，半挂车，平衡悬架，仿真，结构改进，A D A M SI I扬卅l 大学硕士论文A b s t r a c tA na u t o m o t i v es u s p e n s i o ni sa na c t u a t i n gs y s t e mb e t w e e nf r a m ea n da x l e sf o rs u p p o r t i n gc a rb o d ya n dc u s h i o n i n gt h er i d e ．I ti so n eo ft h em a i nf a c t o r sf o r r i d ec h a r a c t e r i s t i c ，p r o d u c e si m p o r t a n tc o n t r i b u t i o nt oa u t o m o t i v er i d es e c u r i t y , t r a f f i c a b i l i t yc h a r a c t e r i s t i c ，s t a b i l i t ya n da d h e s i v ep e r f o r m a n c e ，a n di ti st h ei m p o r t a n tc o n t e n to fa u t o m o b i l eg e n e r a ll a y o u ta n dm o v e m e n tc h e c k ．W i t ht h ed e v e l o p m e n to fm a t h e m a t i c s ，e n g i n e e r i n gm e c h a n i c s ，c o m p u t e ri n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , a n dt h eg r a d u a l l ys o p h i s t i c a t e dm u l t i b o d yd y n a m i c s ，t h ea p p l i c a t i o no fA D A M St os i m u l a t i o na n da n a l y s i si sa ne f f e c t i v em e t h o df o rs u s p e n s i o nd e s i g n ，a n a l y s i sa n do p t i m i z a t i o n ．‘O nt h eb a s i so ft h es u m m a r i z a t i o no ft h ed e v e l o p m e n th i s t o r y , p r e s e n ts t a t ea n dt h em o d e lb u i l d i n gm e t h o do fm u l t i b o d yd y n a m i c st h e o r yi nt h ep a p e r , ad e t a i l e dr e s e a r c hf r o mb u i l d i n gC A Dm o d e l ，a n dn o n l i n e a rm u l t i b o d yd y n a m i c sm o d e l ，t os i m u l a t i o na n da n a l y s i s ，t h e nt os t r u c t u r ep a r a m e t e r s ’o p t i m i z a t i o na b o u tt h ee l a s t i cp a r t ，l e a fs p r i n g ，a n dt h ew h o l es u s p e n s i o ns y s t e mi sd i du s i n gt h ee n g i n e e r i n gs o f t w a r e ，C A T I Aa n dM S C ．A D A M S ．T h em e c h a n i s mo ft a n d e ms u s p e n s i o na n dt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r si sd i s c u s s e dt h r o u g hm e c h a n i c st h e o r yo fs u s p e n s i o ni nt h ep a p e r ；As i m u l a t i o na n da n a l y s i sf o rl e a fs p r i n gm o d e la n di t sd y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c si sd i d ；A f t e rt h es i m u l m i o na n dt h ed e f i n i t i o no fe v a l u a t i o nc r i t e r i o n ，t h er e a s o no fm o v e m e n ti n t e r f e r e n c ew h i l et h es e m i - t r a i l e rn m n i n gu n d e rt h el i m i t i n gc o n d i t i o n si sf o u n d ，a n dt h es t r u c t u r eo p t i m i z a t i o ns c h e m ei sa d v a n c e d ；T h ei n f l u e n c er u l e so fe v e r ys i n g l es t r u c t u r ep a r a m e t e rt ol i f e s p a no ft i r e sa r ef o u n dt h o u g ht h er e s e a r c ho nt h ei n f l u e n c eo ft h el e n g t ha n da s s e m b l ya n g l eo ft e n s i o nb a rt ot i r e sd u r a b i l i t yi nA D A M S ．A n db e s i d e s ，as c h e m eo fa s s e m b l yd e s i g no p t i m i z a t i o nf o rt h em a i n t e n a n c e a n dr e p a i ri sa d v a n c e di nt h ep a p e r ．M o d e l i n go ft h el e a fs p r i n gi sad i f f i c u l tp o i n ti nt h ep a p e r ．T h el e a fs p r i n gi ns e m i - t r a i l e rs u s p e n s i o ni sc o m p o s e do fd i s c r e t er i g i db o d i e st h a ta r ej o i n t e dt o g e t h e rb y● T i m o s h e n k ob e a m s ，、Ⅳi t l lw h i c hw ec a ns i m u l a t eh y s t e r e s i sr e s u l t e df r o mt h en o n l i n e a rc h a r a c t e r i s t i c sb yt h ea p p l i c a t i o no fs i n el o a d s ．T h ec o m b i n a t i o no fV P Ta n do t h e rC A Do rC A Es o f t w a r ei St h ed i r e c t i o no fd o m e s t i cs u s p e n s i o nd e s i g na n da n a l y s i sf o rt h ef u t u r e ，a n dt h ep a p e rh a sd o n es o m ed i s c u s s i o na n dr e s e a r c hi nt h i sd o m a i nc o m b i n e dw i t he n g i n e e r i n gp r o b l e m ．B a s e do nt h e§’◆、‘●——堡查里半挂车用三轴板簧平衡悬架的仿真分析与结构改进I I I ———————————————————————————————————————————一：：：：：：：= ：=e x p e r i e n c e so fs u s p e n s i o nd e s i g n ，t h et r a d i t i o n a lm o t i o na n a l y s i sm e t h o di su s e df o rl e a fs p r i n g ’sd e f o r m a t i o n。