摘 要

本文参考了大量研究成果，进行了东风雪铁龙世嘉轿车前麦弗逊悬架的设计。首先根据整车参数完成了悬架主要性能参数的计算与选取和零部件的设计，分析了悬架可变的弹性特性。运用CATIA软件进行了减振器、下摆臂等零部件的三维建模和装配工作，导出二维工程图纸后进行了后处理工作并完成了图纸设计。本文还运用了虚拟仿真软件Adams中的Adams/Car模块，利用三维模型中提取的硬点坐标参数对所设计的悬架进行了运动学建模，通过双轮同向跳动仿真试验的实验结果分析了悬架设计的合理性，并对仿真结果通过 Adams/Insight 模块实现了所建立悬架的优化，得到的优化结果比较理想。

关键词：麦弗逊悬架；建模；仿真；优化

Abstract

Based on a large number of research results, the design of the former McPherson suspension of dongfeng C-QUATRE was carried out. Firstly, the main performance parameters of suspension are calculated and selected according to vehicle parameters, and the design of parts is completed. CATIA software was used to conduct 3d modeling and assembly of shock absorber, lower swing arm and other parts, and 2d engineering drawings were exported, followed by post-processing and drawing design. This article also utilizes the virtual simulation software Adams. In the module of Adams/Car, the hard points extracted from 3d model were used on the design of suspension kinematics modeling. Through the results of parallel wheel travel simulation experiment, the rationality of the suspension design is analyzed. The simulation results through Adams/Insight module realizes the optimization of the suspension, and the optimization result is ideal.

Key Words: Mcpherson suspension; Modeling; Simulation; Optimization

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2车辆悬架概述 2

1.2.1车辆悬架分类 2

1.2.2国外研究现状 3

1.2.3国内研究现状 3

1.3研究内容、技术路线及意义 4

1.3.1研究内容 4

1.3.2技术路线 4

1.3.3研究意义 5

第2章 麦弗逊悬架设计计算与建模 6

2.1麦弗逊悬架介绍 6

2.2东风雪铁龙世嘉轿车前麦弗逊悬架设计概述 7

2.3悬架主要性能参数的确定 8

2.3.1悬架的偏颇、静挠度、动挠度及工作行程 8

2.3.2悬架的弹性特性 10

2.4车轮定位参数的选取 11

2.4.1主销后倾角 11

2.4.2主销内倾角 12

2.4.3前轮外倾角 13

2.4.4前轮前束 13

2.5螺旋弹簧的设计计算 14

2.5.1螺旋弹簧材料的选取 14

2.5.2螺旋弹簧钢度 14

2.5.3螺旋弹簧主要参数计算 15

2.5.4 螺旋弹簧主要参数小结 17

2.5.5 螺旋弹簧稳定性校核 18

2.5.6 螺旋弹簧切应力的校核 18

2.5.7 螺旋弹簧刚度的校核 18

2.6 减振器的设计 19

2.6.1 减振器型式的选取 19

2.6.2 减振器相对阻尼系数的选取 19

2.6.3 减振器阻尼系数的计算 21

2.6.4减振器最大卸荷力的确定 21

2.6.5减振器工作缸直径的确定 22

2.6.6 减振器参数小结 23

2.6.7 减振器托架 24

2.7 导向机构结构设计 24

2.7.1 侧倾中心 24

2.7.2 纵倾中心 25

2.7.3 下摆臂型式的选取 26

2.8 横向稳定杆的设计 26

2.9本章小结 27

第3章 基于Adams软件对麦弗逊悬架的仿真 28

3.1 Adams中创建麦弗逊悬架模型 28

3.2麦弗逊悬架双轮同向跳动仿真分析 29

3.2.1主销后倾角随轮跳的变化曲线 31

3.2.2主销内倾角随轮跳的变化曲线 31

3.2.3前轮外倾角随轮跳的变化曲线 32

3.2.4前轮前束角随轮跳的变化曲线 32

3.3本章小结 33

第四章Adams/Insight模块中对模型优化设计 34

4.1优化思路 34

4.2参数的优化设计 34

4.2.1选取优化变量与建立目标函数 34

4.2.2限定试验变量的水平取值范围 35

4.3优化前后仿真结果比较与分析 37

4.3.1主销后倾角的优化 38

4.3.2主销内倾角的优化 38

4.3.3 前轮外倾角的优化 38

4.3.4前轮前束角的优化 39

4.4本章小结 39

第五章 结论与展望 40

5.1结论 40

5.2展望 40

参考文献 42

附录 matlab编程 44

致谢 45

第1章 绪论

1.1研究背景

1886年1月29日是世界汽车的诞生日。经过百年来的不断改造、精益求精，并且得益于石油、钢铁、铝、塑料、电子技术等多种行业的支持，汽车逐渐演变成了今日这样具有多种型式、不同规格，且广泛用于社会经济生活各个领域的交通运输工具。

1929年5月，我国的第一辆汽车由张学良将军负责的辽宁迫击炮厂制造。几十年来，我国汽车工业不断发展，国内汽车市场也迅速增长。公安部最新统计数据显示，截至2017年底，中国机动车保有量已达到3.10亿辆，其中汽车2.17亿辆；机动车驾驶人达到3.85亿人，汽车驾驶人3.42亿人，我国依然是汽车保有量第一大国^[1]。虽然我国汽车市场已经成为规模宏大，但是我国却仍然不是世界范围内汽车领域的领跑者。

1984年10月10日，大众汽车集团董事长的卡尔-哈恩，与中汽总公司董事长饶斌签署上海大众合资合同，开启了我国合资车企潮流的序幕。此后，汽车合资事业为我国汽车领域的发展带来了活力。2017年，汽车中国市场销量将近60%的车辆是由合资车企生产。但是，合资车企的辉煌在历史发展中一定程度上却阻碍了我国汽车自主品牌的发展与兴起。