基于ADAMS的转向机构的优化设计VIP专享VIP免费

文章编号:1674�2974(2008)12�0023�04基于ADAMS的转向机构的优化设计�周�兵1�,杨�凡1,徐�琪2(1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,航天技术研究所,湖南长沙�410082;2.东风汽车公司技术中心,湖北武汉430056)��摘�要:利用ADAMS软件建立麦弗逊悬架转向机构的虚拟样机模型,分析了转向机构中的关键点对阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性的影响,对转向梯形进行了优化计算.优化计算过程中把麦弗逊悬架系统和转向机构作为一个整体系统进行运动分析,考虑了车轮跳动对转向误差的影响,并根据转向过程中的实际情况给予不同的权重,使得计算结果更符合实际情况.结果表明,优化设计后改善了转向梯形的运动特性和车轮前束角的变化特性.关键词:麦弗逊悬架;转向机构;优化设计;虚拟样机中图分类号:U463.4���������������文献标识码:AOptimizationDesignofSteeringLinkageBasedonADAMSZHOUBing1�,YANGFan1,XUQi2(1.StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufactureforVehicleBody,InstituteofSpaceTechnology,HunanUniv,Changsha,Hunan�410082,China;2.TechnicalCenterofDongfengMotorCorporation,Wuhan,Hubei�430056,China)��Abstract:ThevirtualprototypemodelofMcPhersonsuspensionandsteeringlinkagewasestablishedbyus�ingADAMSsoftware.TheeffectsofkeypointsonAckermansteeringandtoe�inanglechangecharacteristicwerestudied.Andtheparametersofthekeypointsofsteeringlinkagewereoptimized.Intheoptimizationcom�putationalprocess,McPhersonsuspensionandsteeringlinkagewereregardedasaunitedsystemtocarryonthemovementanalysis.Theinfluencesonthesteeringerrorscausedbythejumpofwheelswereconsidered,andtheweightfunctionswereconsideredaccordingtoactualsteeringcondition,sothesolutionwasclosertoreality.Theresultsindicatethattheparametersofoptimizationimprovetheperformanceofthesteeringlinkageandtoe-inanglechangecharacteristic.Keywords:McPhersonsuspension;steeringlinkage;optimizationdesign;virtualprototype��转向机构对汽车转向性能、驾驶舒适性和轮胎寿命等方面都有影响,转向梯形的设计就显得尤为重要.许多文献已对转向梯形的优化设计进行了研究.文[1]使用非线性的空间机构运动学模型进行优化,考虑了左右转向轮跳动对转向误差的影响;文[2]应用空间机构运动学针对横拉杆与悬架导向机构的干涉问题,优化了断开点的位置;文[3]利用ADAMS/Car分析了断开点对阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性的影响,进行了单变量单目标的优化设计.虚拟样机软件ADAMS已广泛应用于机械系统的仿真分析,本文利用ADAMS软件建立麦弗逊悬架转向机构的虚拟样机模型,分析了转向机构关键点对阿克曼转向特性和车轮前束角特性的影响.考虑汽车转向的同时会相应地伴随有车身侧倾,�收稿日期:2008�04�22基金项目:教育部博士点基金资助项目(20070532008)作者简介:周�兵(1972-),男,贵州习水人,湖南大学副教授�通讯联系人,E�mail:bingo�hnu@yahoo.com.cn第35卷�第12期2008年12月湖南大学学报(自然科学版)JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)Vol.35,No.12Dec�2008并且随着车速的增加,转向角的增加,侧倾角会增大,这相当于车轮发生相应的异向跳动,而车轮跳动对转向特性和车轮前束角变化特性都有影响.因此本文在优化转向梯形时综合考虑了轮跳的影响,对转向梯形进行了多变量多目标优化.1�转向梯形的设计要求汽车转向时,外轮比内轮的转弯半径大,为减少前轮额外的磨损和动力的消耗,左右车轮的转角必须有个合理的关系,这种关系是由转向梯形机构来保证的[4].两轴汽车以低速转弯行驶时,可忽略离心力的影响,假设轮胎为刚性即忽略轮胎侧偏的影响,此时各车轮绕同一瞬时转向中心进行转弯行驶,两转向前轮的轴线的延长线交在后轴延长线上.此时,如图1所示:内外轮转角应满足如下关系:cot�-cot�=B/L.(1)式中:�为转向外轮转角;�为转向内轮转角;B为两主销中心线延长线到地面交点的距离;L为轴距.图1�理想的内、外车轮转角关系Fig.1�Relationshipbetw...