独立悬架系统零部件动态载荷计算方法

发布时间：2023-06-06 19:25

　　在车辆行驶过程中,悬架系统各零部件承受并传递来自轮胎及车身的多种动态载荷,这些载荷是进行悬架系统的结构强度、疲劳分析必不可少的边界条件,也是指导悬架以及车身结构优化的重要参数。本文结合多体动力学相关理论和Udwadia-Kalaba方程的约束处理方法,以轮心六分力为输入,对独立悬架系统各零部件的动态载荷计算方法及其应用展开了研究。具体研究内容如下:首先以不含衬套连接的前双横臂、后五连杆悬架系统作为研究对象,基于Udwadia-Kalaba方程的基本思想,分别建立了无约束系统动力学模型、系统约束方程以及完整的前后悬架动力学模型;推导了系统总约束力的分解过程从而得到各零部件硬点载荷的解析表达式;在MATLAB中分别建立上述模型进行仿真计算,与ADAMS/Car的仿真结果进行对比,验证了方法的正确性。(2)然后考虑含橡胶衬套的连接方式,建立了表征衬套动态特性的数学模型;针对前后悬架在衬套分布位置上的差异,以及与无衬套模型在建模方法上的区别与联系,分别推导了前后悬架动力学建模以及各硬点载荷的计算过程;在MATLAB及ADAMS/Car中进行仿真计算,验证了上述方法的正确性。(3)其次以某SUV...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 悬架系统动力学建模及载荷提取方法发展现状
        1.2.2 Udwadia-Kalaba方程及其应用发展现状
    1.3 论文研究内容与技术路线
第2章 无衬套连接的悬架零部件动态载荷计算方法
    2.1 悬架动力学建模及载荷计算理论基础
        2.1.1 空间刚体的位姿描述方法
        2.1.2 Udwadia-Kalaba方程建模步骤
    2.2 双横臂悬架系统动力学建模
        2.2.1 无衬套连接的双横臂悬架模型
        2.2.2 无约束双横臂悬架系统动力学建模
        2.2.3 双横臂悬架系统约束方程
    2.3 五连杆悬架系统动力学建模
        2.3.1 无衬套连接的五连杆悬架模型
        2.3.2 无约束五连杆悬架动力学建模
        2.3.3 五连杆悬架系统约束方程
    2.4 前后悬架各硬点载荷计算
        2.4.1 双横臂悬架各硬点载荷计算
        2.4.2 五连杆悬架各硬点载荷计算
    2.5 计算实例及验证
        2.5.1 前后悬架建模参数
        2.5.2 数值仿真对比验证
    2.6 本章小结
第3章 含衬套连接的悬架零部件动态载荷计算方法
    3.1 橡胶衬套力学特性建模
        3.1.1 弹性单元模型
        3.1.2 粘弹性单元模型
        3.1.3 摩擦单元模型
    3.2 双横臂悬架系统动力学建模
        3.2.1 含衬套连接的双横臂悬架模型
        3.2.2 双横臂悬架动力学建模
    3.3 五连杆悬架系统动力学建模
        3.3.1 含衬套连接的五连杆悬架模型
        3.3.2 五连杆悬架动力学建模
    3.4 模型积分初值及硬点载荷计算
        3.4.1 积分初值确定
        3.4.2 各硬点载荷计算
    3.5 计算实例及验证
    3.6 本章小结
第4章 悬架系统零部件动态载荷计算方法的应用
    4.1 轮心六分力采集试验及控制臂载荷预测
        4.1.1 数据采集系统及六分力传感器
        4.1.2 轮心六分力采集试验
        4.1.3 控制臂边界载荷预测
    4.2 预测载荷作用下的控制臂疲劳寿命分析
        4.2.1 疲劳分析理论基础
        4.2.2 控制臂疲劳寿命分析流程
        4.2.3 控制臂单位载荷静力学分析
        4.2.4 控制臂疲劳寿命分析
    4.3 独立悬架系统零部件动态载荷计算仿真平台设计
        4.3.1 图形交互界面开发工具简介
        4.3.2 仿真平台界面设计
        4.3.3 实例演示
    4.4 本章小结
第5章 结论
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果



本文编号：3832066