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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué)生姓名
李圣明
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
√是□否
題目名稱
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
目的、依據(jù)和意義: 汽車懸架系統(tǒng)對整車行駛動力學(xué)(如操縱穩(wěn)定性、行駛平順性等)有舉足輕重的影響,是汽車總布置設(shè)計、運動校核的重要內(nèi)容之一,由于汽車懸架系統(tǒng)是比較復(fù)雜的空間機構(gòu),這些就給運動學(xué)、動力學(xué)分析帶來較大困難。人們采用不同的途徑或手段對其進行分析研究,包括試驗、簡化成理想約束條件下的機構(gòu)分析。過去多用簡化條件下的圖解法和分析計算法對汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動學(xué)及動力學(xué)性能進行分析計算,用多自由度的質(zhì)量—阻尼剛體數(shù)學(xué)模型對汽車行駛狀況進行仿真。所得的結(jié)果誤差較大,并且費時費力。隨著計算機技術(shù)的長足進步,虛擬技術(shù)已經(jīng)成為世界汽車開發(fā)設(shè)計的應(yīng)用潮流。上世紀90年代中期以來,數(shù)字化設(shè)計與虛擬開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得到大力推廣,這是基于計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機仿真分析、計算機輔助制造(CAM)及虛擬制造、計算機輔助實驗及虛擬實驗等先進技術(shù)的全新的汽車設(shè)計開發(fā)技術(shù)體系和流程。特別二十世紀八十年代以來這種情況得到了改變,而多體系統(tǒng)動力學(xué)的成熟,使汽車動力學(xué)的建模與仿真產(chǎn)生了巨大飛躍,特別是ADAMS軟件的成功應(yīng)用使虛擬樣機技術(shù)脫穎而出?;贏DAMS的虛擬樣機技術(shù),可把懸架視為是由多個相互連接、彼此能夠相對運動的多體運動系統(tǒng),其運動學(xué)及動力學(xué)仿真比以往通常用兒個自由度的質(zhì)量一阻尼剛體(振動)數(shù)學(xué)模型計算描述更加真實反映懸架特性及其對汽車行駛動力學(xué)影響。
懸架是車輛重要的組成部分。其主要任務(wù)是傳遞車輪與車架之間的力和力矩,并緩和沖擊、衰減振動。對改善車輛的行駛平順性、減輕車輛自重以及減少對公路的破壞具有重要息義。
在傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設(shè)計、試驗、試制過程中必須邊試驗邊改進,從設(shè)計到試制、試驗、定型,產(chǎn)品開發(fā)成本較高,周期長。運用虛擬樣機技術(shù),結(jié)合虛擬設(shè)計和虛擬試驗,可以大大簡化懸架系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程,大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,大量減少產(chǎn)品開發(fā)費用和成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能,獲得最優(yōu)設(shè)計產(chǎn)品。
本課題研究的目的和意義就在于運用ADAMS軟件建立車輛麥弗遜式懸架的虛擬設(shè)計及進行動力學(xué)仿真,在試制前的階段進行設(shè)計和試驗仿真,并且提出優(yōu)化設(shè)計的意見,獲得分析車輪垂直跳動與車輪前束角的變化等關(guān)系。獲得相關(guān)數(shù)據(jù),在產(chǎn)品制造出之前,就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計缺陷,完善設(shè)計方案,縮短開發(fā)周期,提高設(shè)計質(zhì)量和效率,為生產(chǎn)實際提供理論支持。具有一定的經(jīng)濟和社會效益。
研究現(xiàn)狀: 馬車出現(xiàn)的時候, 為了乘坐更舒適, 人類就開始對馬車的懸架(葉片彈簧)進行孜孜不倦的探索。在1776年,馬車用的葉片彈簧取得了專利, 并且一直使用到20世紀30年代葉片彈簧才逐漸被螺旋彈簧代替。
汽車誕生后,隨著對懸架技術(shù)研究的深入,相繼出現(xiàn)了扭桿彈簧、氣體彈簧、橡膠彈簧、鋼板彈簧等彈性件,1934年世界上出現(xiàn)了第一個由螺旋彈簧組成的被動懸架。 被動懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗或優(yōu)化設(shè)計的方法確定, 在行駛過程中路況保持不變,很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況,減振的效果較差。為了克服這種缺陷,采用了非線性剛度彈簧和車身高度調(diào)節(jié)的方法,該方法雖然有一定成效,但無法根除被動懸架的弊端。被動懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車上,現(xiàn)代轎車的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架,比如桑塔納、夏利、賽歐等車,后懸架的選擇較多,主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架。被動懸架是傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu),剛度和阻尼都是不可調(diào)的,依照隨機振動理論,它只能保證在特定的路況下達到較好效果,但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠,成本相對低廉且不需額外能量,因而應(yīng)用最為廣泛,在我國現(xiàn)階段,仍然有較高的研究價值對于汽車懸架系統(tǒng)的研究,國內(nèi)采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)進行分析和計算的工作起步較晚。七十年代初,長春汽車研究所和清華大學(xué)同時發(fā)展了汽車動力學(xué)的研究。研究工作集中在平順性、操縱穩(wěn)定性性能指標(biāo)的評價方法、試驗方法及操縱穩(wěn)定性力學(xué)模型的建立、模型的計算方法、性能預(yù)測方法和優(yōu)化設(shè)計方法等。力學(xué)模型從七十年代研究汽車側(cè)偏和橫擺運動的二自由度線性模型,發(fā)展到包括側(cè)傾和轉(zhuǎn)向系在內(nèi)的三至五自由度乃至十三個自由度的非線性模型,其功能也從對汽車穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的分析,發(fā)展到汽車轉(zhuǎn)彎制動性能的分析。90年代初人們開始把多柔體系統(tǒng)動力學(xué)理論和方法用于汽車技術(shù)領(lǐng)域,這標(biāo)志著汽車多體系統(tǒng)動力學(xué)向新的層次發(fā)展,許多有益的工作值得借鑒。
清華大學(xué)、吉林大學(xué)、武漢理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校都運用ADAMS軟件建立多體動力學(xué)模型,對懸架系統(tǒng)操縱穩(wěn)定性的影響尤其是麥弗遜獨立懸架的優(yōu)化設(shè)計做了深入的研究。也對麥弗遜獨立懸架模型進行了運動學(xué)、動力學(xué)仿真分析,得出了其車輪外傾角、前輪前束角、主銷后傾角等前輪定位參數(shù)、懸架剛度、側(cè)傾剛度、側(cè)傾中心等參數(shù)在前輪左右輪心上下跳動時的變化規(guī)律。
二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
分析麥弗遜式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架設(shè)計要求,分析減振器、彈簧的設(shè)計計算過程,在懸架設(shè)計中,根據(jù)整車的布置要求以及經(jīng)驗數(shù)據(jù),確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù),并在ADAMS軟件平臺上建立麥弗遜懸架的簡化物理模型,進行動力學(xué)仿真分析,通過分析車輪垂直跳動與車輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù),優(yōu)化相關(guān)參數(shù),運用Pro/E建立虛擬麥弗遜懸架模型。
2、擬解決的主要問題
(1)對麥弗遜懸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和計算;
(2)ADAMS的動力學(xué)分析;
(3)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。
(4)Pro/E的實體物理建模;
三、技術(shù)路線(研究方法)
調(diào)查研究
懸架的設(shè)計計算
數(shù)據(jù)采集、分析、處理
在ADAMS中進行建模、仿真
優(yōu)化設(shè)計
基于PRO/E的實體模型的建立
形成研究成果
四、進度安排
(1)調(diào)研、資料收集,完成開題報告 第1、2周 (3月2日~3月15日)
(2)麥弗遜懸架的設(shè)計計 第3、4、5周 (3月16日~4月5日)
(3)應(yīng)用Pro/E建立懸架三維實體模型 第6、7、8周 (4月6日~4月26日)
(4)應(yīng)用ADAMS進行懸架的動力學(xué)仿真分析 第9、10、11周 (4月27日~5月17日)
(5)優(yōu)化設(shè)計及運用Pro/E進行模型的重新建模 第12、13、14周 (5月18日~6月7日)
(6)設(shè)計審核、修改 第15、16周 (6月8日~6月21日)
(7)畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 (6月22日~6月28日)
五、參考文獻
(1) 張俊,麥弗遜懸架的虛擬設(shè)計及試驗平臺的研究.[D]武漢理工大學(xué),2007,6.
(2) 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].人民教育出版社,2003,7.
(3) 曹民,范永法.汽車懸架技術(shù)的進展與預(yù)測[J].上海汽車,2000,7(3):5-8.
(4) 萬鋼,秦明,吳憲.轎車懸架技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].上海汽車,2004,7(6):656-682.
(5) 姚嘉.汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展與控制理論[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報,2004,3(5):431-438.
(6) 胡寧,羅素云.麥弗遜懸架運動分析的空間解析法[J].拖拉機與農(nóng)用運輸車,2007, 34(3):7-10.
(7) 夏長高.麥弗遜式獨立懸架運動特性[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2004,35(6):744-760.
(8) 周水清.基于虛擬樣機的汽車平順性仿真分析[J].汽車科技,2005,36(4):7-9.
(9) 陸丹.基于ADAMS的麥弗遜前懸架優(yōu)化設(shè)計[J].中國制造信息化,2004,33(8):106-109.
(10) 劉惟信.汽車設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社,2001,7.
(11) 李軍.ADAMS實例教程[M].北京理工大學(xué)出版社,2002,7.
(12) 趙新紅.麥弗遜式懸架在車輪轉(zhuǎn)向和跳動時的運動分析 [D],湖南大學(xué),2003.
(13) 任志華,吳琦.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 零件設(shè)計.中國電力出版社,2007,9.
(14)褚志剛,汽車前輪定位參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,重慶大學(xué)學(xué)報,2003 2
(15)王國強,虛擬樣機技術(shù)及其在ADAMS 上的應(yīng)用,西安西北工業(yè)大學(xué)出版社2002
(16)趙亦同,懸架側(cè)傾特性參數(shù)及動力學(xué)仿真,傳動技術(shù),2001 1
(17)丁華,麥弗遜懸架系統(tǒng)性能研究,江蘇大學(xué)學(xué)報2001 10
(18)孔明樹,解放牌CA10B 型汽車前輪前束的改進,汽車技術(shù)1986 3
(19) Daniel A.Mantaras, Pablo Luque and Carlos Vera.Development and validation of a three-dimensional kinematec model for the McPherson steering and suspension meehanisms. Meehanism and Machine Theory, Volume39, Issue6, June 2004, Pages603-619
(20) Jaehyung Lee, D.J.Thompson, Hong Hee Yoo.et al.Vibration analysis of a vehicle body and suspensionInternational Journal of Vehicle system Design a substructure synthesis method.Vol.24, No.4, 2000, Pages471-477
六、備注
指導(dǎo)教師意見:
簽字: 年 月 日
4
SY-025-BY-1
畢業(yè)設(shè)計(論文)題目審定表
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
課題適用專業(yè)
車輛工程
課題類型
Z
課題簡介:(主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式。)
一、 主要內(nèi)容
1、查閱國內(nèi)外汽車懸架技術(shù)的相關(guān)文獻,進行總結(jié)分析。2、采用虛擬樣機分析軟件ADAMS,計算機輔助設(shè)計軟件PRO/E,在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動力學(xué)模型。3、加上路面的激勵后,對車輪跳動時懸架的各種參數(shù)的變化進行分析。4、根據(jù)汽車車輪在行駛時側(cè)滑量盡量小的要求,對懸架系統(tǒng)進行優(yōu)化求解。5、完成設(shè)計說明書的撰寫。
二、選題意義
隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展,人們對汽車懸架的要求越來越高。汽車懸架系統(tǒng)對整車行駛動力學(xué)(如操縱穩(wěn)定性、行駛平順等)有舉足輕重的影響。可是由于汽車懸架系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的多體系統(tǒng),其構(gòu)件之間的運動關(guān)系十分復(fù)雜,這就給通過傳統(tǒng)的計算方法分析懸架的各種特性帶來許多的困難。因此,懸架的運動學(xué)仿真分析在汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)中占有很重要的地位。
三、現(xiàn)有條件
學(xué)校現(xiàn)有圖書館、實驗室、計算機資源,相關(guān)的設(shè)計參考資料和設(shè)計簡圖。
四、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式
采用虛擬樣機分析軟件ADAMS,計算機輔助設(shè)計軟件PRO/E,在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動力學(xué)模型,根據(jù)汽車車輪在行駛時側(cè)滑量盡量小的要求,對懸架系統(tǒng)進行優(yōu)化求解。完成PRO/E總裝圖1張,零件實體圖若干張,設(shè)計說明書1.5萬字,并完成相應(yīng)的外文翻譯量。
指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日
教
研
室
意
見
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度
□好
□較好
□一般
□較差
2
對學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度
□好
□較好
□一般
□較差
3
選題與生產(chǎn)、科研、實驗室建設(shè)等實際的結(jié)合程度
□好
□較好
□一般
□較差
4
論文選題的理論意義或?qū)嶋H價值
□好
□較好
□一般
□較差
5
課題預(yù)計工作量
□較大
□適中
□較小
6
課題預(yù)計難易程度
□較難
□一般
□較易
教研室主任簽字: 年 月 日
系(部)教學(xué)指導(dǎo)委員會意見:
負責(zé)人簽字: 年 月 日
注:課題類型填寫 W.科研項目;X.生產(chǎn)(社會)實際;Y.實驗室建設(shè);Z.其它。
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
學(xué)生姓名
李圣明
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
一、設(shè)計(論文)目的、意義
隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展,人們對汽車懸架的要求越來越高。汽車懸架系統(tǒng)對整車行駛動力學(xué)(如操縱穩(wěn)定性、行駛平順等)有舉足輕重的影響??墒怯捎谄噾壹芟到y(tǒng)是一個比較復(fù)雜的多體系統(tǒng),其構(gòu)件之間的運動關(guān)系十分復(fù)雜,這就給通過傳統(tǒng)的計算方法分析懸架的各種特性帶來許多的困難。因此,懸架的運動學(xué)仿真分析在汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)中占有很重要的地位。
二、設(shè)計(論文)內(nèi)容、技術(shù)要求(研究方法)
1、設(shè)計(論文)內(nèi)容
(1)查閱國內(nèi)外汽車懸架技術(shù)的相關(guān)文獻,分析研究題目的意義和發(fā)展?fàn)顩r,進行總結(jié)分析;
(2)采用計算機輔助設(shè)計軟件PRO/E,設(shè)計麥弗遜式前懸架的零件的實體圖和裝配圖;
(3)麥弗遜懸架機構(gòu)的空間位置分析;
(4)采用虛擬樣機分析軟件ADAMS,計算機輔助設(shè)計軟件PRO/E,在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動力學(xué)模型;
(5)加上路面的激勵后,對車輪跳動時懸架的各種參數(shù)的變化進行分析?;贏DAMS/View模塊的麥弗遜懸架模型的分析;
(6)根據(jù)汽車車輪在行駛時側(cè)滑量盡量小的要求,對懸架系統(tǒng)進行優(yōu)化求解;
(7)對比分析,完成設(shè)計說明書的撰寫。
2、技術(shù)要求(研究方法)
(1)采用計算機輔助設(shè)計軟件PRO/E,總裝配圖和實體圖;
(2)在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動力學(xué)模型,根據(jù)汽車車輪在行駛時側(cè)滑量盡量小的要求,對懸架系統(tǒng)進行優(yōu)化求解;
三、設(shè)計(論文)完成后應(yīng)提交的成果
1、計算說明部分
設(shè)計說明書一份
2、圖紙部分
汽車懸架的PRO/E實體圖若干張;
四、設(shè)計(論文)進度安排
(1)調(diào)研、資料收集,完成開題報告 第1、2周
(2)麥弗遜懸架的設(shè)計計算 第3、4、5周)
(3)應(yīng)用Pro/E建立懸架三維實體模型 第6、7、8周)
(4)應(yīng)用ADAMS進行懸架的動力學(xué)仿真分析 第9、10、11周)
(5)優(yōu)化設(shè)計及運用Pro/E進行模型的重新建模 第12、13、14周)
(6)設(shè)計審核、修改 第15、16周
(7)畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周
五、主要參考資料
[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].人民交通出版社,2003,2
[2]梁新成,黃志剛等.汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J].北京工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2006,3
[3]湯靖,高翔,陸丹.基于ADAMS 的麥弗遜前懸架優(yōu)化研究[J].計算機輔助工程,2004,3
[4]姚嘉,韓明輝.汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展與控制理論[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報,2004,3
[5] 李軍.ADAMS實例教程[M].北京理工大學(xué)出版社,2002,7.
[6]李軍.ADAMS實例教程[M].北京理工大學(xué)出版社,2002,7
[7]曹民,范永法.汽車懸架技術(shù)的進展與預(yù)測[J].上海汽車,2000,7
[8]林弋輝.車輛半主動懸架的控制策略及仿真[J].四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2004,2
[9]A.S.Cherry andR.P.Jones.Fuzzyl0gic control of automotive suspension system[J].IEE,1995,142(2)
六、備注
指導(dǎo)教師簽字:
年 月 日
教研室主任簽字:
年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué)生姓名
李圣明
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程B05-17班
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
√是□否
題目名稱
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
目的、依據(jù)和意義: 汽車懸架系統(tǒng)對整車行駛動力學(xué)(如操縱穩(wěn)定性、行駛平順性等)有舉足輕重的影響,是汽車總布置設(shè)計、運動校核的重要內(nèi)容之一,由于汽車懸架系統(tǒng)是比較復(fù)雜的空間機構(gòu),這些就給運動學(xué)、動力學(xué)分析帶來較大困難。人們采用不同的途徑或手段對其進行分析研究,包括試驗、簡化成理想約束條件下的機構(gòu)分析。過去多用簡化條件下的圖解法和分析計算法對汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動學(xué)及動力學(xué)性能進行分析計算,用多自由度的質(zhì)量—阻尼剛體數(shù)學(xué)模型對汽車行駛狀況進行仿真。所得的結(jié)果誤差較大,并且費時費力。隨著計算機技術(shù)的長足進步,虛擬技術(shù)已經(jīng)成為世界汽車開發(fā)設(shè)計的應(yīng)用潮流。上世紀90年代中期以來,數(shù)字化設(shè)計與虛擬開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得到大力推廣,這是基于計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機仿真分析、計算機輔助制造(CAM)及虛擬制造、計算機輔助實驗及虛擬實驗等先進技術(shù)的全新的汽車設(shè)計開發(fā)技術(shù)體系和流程。特別二十世紀八十年代以來這種情況得到了改變,而多體系統(tǒng)動力學(xué)的成熟,使汽車動力學(xué)的建模與仿真產(chǎn)生了巨大飛躍,特別是ADAMS軟件的成功應(yīng)用使虛擬樣機技術(shù)脫穎而出?;贏DAMS的虛擬樣機技術(shù),可把懸架視為是由多個相互連接、彼此能夠相對運動的多體運動系統(tǒng),其運動學(xué)及動力學(xué)仿真比以往通常用兒個自由度的質(zhì)量一阻尼剛體(振動)數(shù)學(xué)模型計算描述更加真實反映懸架特性及其對汽車行駛動力學(xué)影響。
懸架是車輛重要的組成部分。其主要任務(wù)是傳遞車輪與車架之間的力和力矩,并緩和沖擊、衰減振動。對改善車輛的行駛平順性、減輕車輛自重以及減少對公路的破壞具有重要息義。
在傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設(shè)計、試驗、試制過程中必須邊試驗邊改進,從設(shè)計到試制、試驗、定型,產(chǎn)品開發(fā)成本較高,周期長。運用虛擬樣機技術(shù),結(jié)合虛擬設(shè)計和虛擬試驗,可以大大簡化懸架系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)過程,大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,大量減少產(chǎn)品開發(fā)費用和成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能,獲得最優(yōu)設(shè)計產(chǎn)品。
本課題研究的目的和意義就在于運用ADAMS軟件建立車輛麥弗遜式懸架的虛擬設(shè)計及進行動力學(xué)仿真,在試制前的階段進行設(shè)計和試驗仿真,并且提出優(yōu)化設(shè)計的意見,獲得分析車輪垂直跳動與車輪前束角的變化等關(guān)系。獲得相關(guān)數(shù)據(jù),在產(chǎn)品制造出之前,就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計缺陷,完善設(shè)計方案,縮短開發(fā)周期,提高設(shè)計質(zhì)量和效率,為生產(chǎn)實際提供理論支持。具有一定的經(jīng)濟和社會效益。
研究現(xiàn)狀: 馬車出現(xiàn)的時候, 為了乘坐更舒適, 人類就開始對馬車的懸架(葉片彈簧)進行孜孜不倦的探索。在1776年,馬車用的葉片彈簧取得了專利, 并且一直使用到20世紀30年代葉片彈簧才逐漸被螺旋彈簧代替。
汽車誕生后,隨著對懸架技術(shù)研究的深入,相繼出現(xiàn)了扭桿彈簧、氣體彈簧、橡膠彈簧、鋼板彈簧等彈性件,1934年世界上出現(xiàn)了第一個由螺旋彈簧組成的被動懸架。 被動懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗或優(yōu)化設(shè)計的方法確定, 在行駛過程中路況保持不變,很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況,減振的效果較差。為了克服這種缺陷,采用了非線性剛度彈簧和車身高度調(diào)節(jié)的方法,該方法雖然有一定成效,但無法根除被動懸架的弊端。被動懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車上,現(xiàn)代轎車的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架,比如桑塔納、夏利、賽歐等車,后懸架的選擇較多,主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架。被動懸架是傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu),剛度和阻尼都是不可調(diào)的,依照隨機振動理論,它只能保證在特定的路況下達到較好效果,但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠,成本相對低廉且不需額外能量,因而應(yīng)用最為廣泛,在我國現(xiàn)階段,仍然有較高的研究價值對于汽車懸架系統(tǒng)的研究,國內(nèi)采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)進行分析和計算的工作起步較晚。七十年代初,長春汽車研究所和清華大學(xué)同時發(fā)展了汽車動力學(xué)的研究。研究工作集中在平順性、操縱穩(wěn)定性性能指標(biāo)的評價方法、試驗方法及操縱穩(wěn)定性力學(xué)模型的建立、模型的計算方法、性能預(yù)測方法和優(yōu)化設(shè)計方法等。力學(xué)模型從七十年代研究汽車側(cè)偏和橫擺運動的二自由度線性模型,發(fā)展到包括側(cè)傾和轉(zhuǎn)向系在內(nèi)的三至五自由度乃至十三個自由度的非線性模型,其功能也從對汽車穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的分析,發(fā)展到汽車轉(zhuǎn)彎制動性能的分析。90年代初人們開始把多柔體系統(tǒng)動力學(xué)理論和方法用于汽車技術(shù)領(lǐng)域,這標(biāo)志著汽車多體系統(tǒng)動力學(xué)向新的層次發(fā)展,許多有益的工作值得借鑒。
清華大學(xué)、吉林大學(xué)、武漢理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校都運用ADAMS軟件建立多體動力學(xué)模型,對懸架系統(tǒng)操縱穩(wěn)定性的影響尤其是麥弗遜獨立懸架的優(yōu)化設(shè)計做了深入的研究。也對麥弗遜獨立懸架模型進行了運動學(xué)、動力學(xué)仿真分析,得出了其車輪外傾角、前輪前束角、主銷后傾角等前輪定位參數(shù)、懸架剛度、側(cè)傾剛度、側(cè)傾中心等參數(shù)在前輪左右輪心上下跳動時的變化規(guī)律。
二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
分析麥弗遜式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架設(shè)計要求,分析減振器、彈簧的設(shè)計計算過程,在懸架設(shè)計中,根據(jù)整車的布置要求以及經(jīng)驗數(shù)據(jù),確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù),并在ADAMS軟件平臺上建立麥弗遜懸架的簡化物理模型,進行動力學(xué)仿真分析,通過分析車輪垂直跳動與車輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù),優(yōu)化相關(guān)參數(shù),運用Pro/E建立虛擬麥弗遜懸架模型。
2、擬解決的主要問題
(1)對麥弗遜懸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和計算;
(2)ADAMS的動力學(xué)分析;
(3)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。
(4)Pro/E的實體物理建模;
三、技術(shù)路線(研究方法)
調(diào)查研究
懸架的設(shè)計計算
數(shù)據(jù)采集、分析、處理
在ADAMS中進行建模、仿真
優(yōu)化設(shè)計
基于PRO/E的實體模型的建立
形成研究成果
四、進度安排
(1)調(diào)研、資料收集,完成開題報告 第1、2周 (3月2日~3月15日)
(2)麥弗遜懸架的設(shè)計計 第3、4、5周 (3月16日~4月5日)
(3)應(yīng)用Pro/E建立懸架三維實體模型 第6、7、8周 (4月6日~4月26日)
(4)應(yīng)用ADAMS進行懸架的動力學(xué)仿真分析 第9、10、11周 (4月27日~5月17日)
(5)優(yōu)化設(shè)計及運用Pro/E進行模型的重新建模 第12、13、14周 (5月18日~6月7日)
(6)設(shè)計審核、修改 第15、16周 (6月8日~6月21日)
(7)畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 (6月22日~6月28日)
五、參考文獻
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(7) 夏長高.麥弗遜式獨立懸架運動特性[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2004,35(6):744-760.
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六、備注
指導(dǎo)教師意見:
簽字: 年 月 日
4
SY-025-BY-4
畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)記錄
日期
地點
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
(指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路)
學(xué)生(記錄人)簽名: 指導(dǎo)教師簽名:
日期
地點
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
(指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路)
學(xué)生(記錄人)簽名: 指導(dǎo)教師簽名:
日期
地點
指導(dǎo)方式
指導(dǎo)記錄
(指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路)
學(xué)生(記錄人)簽名: 指導(dǎo)教師簽名:
SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計(論文)中期檢查表
填表日期
2009年4 月 25日
迄今已進行 8 周剩余 8 周
學(xué)生姓名
李圣明
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程B05-17
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
學(xué)
生
填
寫
畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
1. 確定設(shè)計的主要內(nèi)容
2. 查閱相關(guān)資料確定主要設(shè)計方案
3. 計算各組成元件,選取零件
4. 校核零件
5. 會制造圖
1. 用PRO/E軟件繪制零件實體圖,裝配圖
2. 編寫說明書
3. 審查 修改
4. 答辯
存在問題及努力方向
學(xué)生簽字:
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字: 年 月 日
SY-025-BY-6
畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評分表
學(xué)生姓名
李圣明
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程B05-17
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度,綜合訓(xùn)練情況;題目難易度
10
2
題目工作量;題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設(shè)等實際的結(jié)合程度
10
3
綜合運用知識能力(設(shè)計涉及學(xué)科范圍,內(nèi)容深廣度及問題難易度);應(yīng)用文獻資料能力
15
4
設(shè)計(實驗)能力;計算能力(數(shù)據(jù)運算與處理能力);外文應(yīng)用能力
20
5
計算機應(yīng)用能力;對實驗結(jié)果的分析能力(或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力)
10
6
插圖(圖紙)質(zhì)量;設(shè)計說明書撰寫水平;設(shè)計的實用性與科學(xué)性;創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計規(guī)范化程度(設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等)
5
8
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀律表現(xiàn);畢業(yè)論文進度
10
得 分
X=
評 語:(參照上述評價項目給出評語,注意反映該論文的特點)
指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日
SY-025-BY-7
畢業(yè)設(shè)計評閱人評分表
學(xué)生
姓名
李圣明
專業(yè)
班級
車輛工程B05-17
指導(dǎo)教
師姓名
王慧文
職稱
教授
題目
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度,綜合訓(xùn)練情況;題目難易度
10
2
題目工作量;題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設(shè)等實際的結(jié)合程度
10
3
綜合運用知識能力(設(shè)計涉及學(xué)科范圍,內(nèi)容深廣度及問題難易度);應(yīng)用文獻資料能力
15
4
設(shè)計(實驗)能力;計算能力(數(shù)據(jù)運算與處理能力);外文應(yīng)用能力
25
5
計算機應(yīng)用能力;對實驗結(jié)果的分析能力(或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟分析能力)
15
6
插圖(圖紙)質(zhì)量;設(shè)計說明書撰寫水平;設(shè)計的實用性與科學(xué)性;創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計規(guī)范化程度(設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等)
5
得 分
Y=
評 語:(參照上述評價項目給出評語,注意反映該論文的特點)
評閱人簽字 : 年 月 日
SY-025-BY-8
畢業(yè)設(shè)計答辯評分表
學(xué)生
姓名
李圣明
專業(yè)
班級
車輛工程B05-17
指導(dǎo)
教師
王慧文
職 稱
教授
題目
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
答辯
時間
月 日 時
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號
評 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度,綜合訓(xùn)練情況,題目難易度、工作量、與實際的結(jié)合程度
10
2
設(shè)計(實驗)能力、對實驗結(jié)果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力
10
3
應(yīng)用文獻資料、計算機、外文的能力
10
4
設(shè)計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量,設(shè)計的規(guī)范化程度(設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等)、實用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性
15
5
畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備情況
5
6
畢業(yè)設(shè)計自述情況
20
7
畢業(yè)設(shè)計答辯回答問題情況
30
總 分
Z=
答辯過程記錄、評語:
答辯組長簽字: 年 月 日
SY-025-BY-9
畢業(yè)設(shè)計(論文)成績評定表
學(xué)生姓名
李圣明
性別
男
系部
汽車系
專業(yè)
車輛工程
班級
B05-17
設(shè)計(論文)題目
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
指導(dǎo)教師
評分(X)
評閱教師姓名
職稱
評閱教師
評分(Y)
答辯組組長
職稱
答辯組
評分(Z)
畢業(yè)設(shè)計(論文)成績
百分制
五級分制
答辯委員會評語:
答辯委員會主任簽字(蓋章): 系部公章: 年 月 日
注:1、指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫,畢業(yè)設(shè)計(論文)成績百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z
2、評語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(論文)水平、設(shè)計(論文)撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)實施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評價。
畢業(yè)設(shè)計(論文)過程管理材料
題 目
基于ADAMS軟件轎車前
懸架動態(tài)模擬與仿真
學(xué)生姓名
李圣明
系部名稱
汽車工程系
專業(yè)班級
車輛工程B05-17
指導(dǎo)教師
王慧文
職 稱
教授
教研室
車輛工程
起止時間
2009.3—2009.6
教 務(wù) 處 制
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計
基于ADAMS軟件轎車前懸架動態(tài)模擬與仿真
系部名稱: 汽車工程系
專業(yè)班級: 車輛工程 B05-17班
學(xué)生姓名: 李圣明
指導(dǎo)教師: 王慧文
職 稱: 教 授
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○○九年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Based on ADAMS Software Car Suspension Dynamic Modeling and Simulation
Candidate:Li Shengming
Specialty:Vehicle Engineering
Class:B05-17
Supervisor:Prof. Wang Huiwen
Heilongjiang Institute of Technology
2009-06·Harbin