基于ADAMS的麦弗逊式独立悬架优化仿真分析

基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计一、概述本文以悬架系统为研究对象，运用多体动力学理论和软件，从新车型开发中悬架系统优化选型的角度，对悬架系统进行了运动学动力学仿真，旨在研究悬架系统对整车操纵稳定性和平顺性的影响。

文章提出了建立悬架快速开发系统平台的构想，并以新车型开发中的悬架系统优化选型作为实例进行阐述。

简要介绍了汽车悬架系统的基本组成和设计要求。

概述了多体动力学理论，并介绍了利用ADAMS软件进行运动学、静力学、动力学分析的理论基础。

基于ADAMSCar模块，分别建立了麦弗逊式和双横臂式两种前悬架子系统，多连杆式和拖曳式两种后悬架子系统，以及建立整车模型所需要的转向系、轮胎、横向稳定杆等子系统，根据仿真要求装配不同方案的整车仿真模型。

通过仿真分析，研究了悬架系统在左右车轮上下跳动时的车轮定位参数和制动点头量、加速抬头量的变化规律，以及汽车侧倾运动时悬架刚度、侧倾刚度、侧倾中心高度等侧倾参数的变化规律，从而对前后悬架系统进行初步评估。

1. 悬架系统的重要性及其在车辆动力学中的作用悬架系统是车辆的重要组成部分，对车辆的整体性能有着至关重要的作用。

它负责连接车轮与车身，不仅支撑着车身的重量，还承受着来自路面的各种冲击和振动。

悬架系统的主要功能包括：提供稳定的乘坐舒适性，保持车轮与路面的良好接触，以确保轮胎的附着力，以及控制车辆的姿态和行驶稳定性。

在车辆动力学中，悬架系统扮演着调节和缓冲的角色。

当车辆行驶在不平坦的路面上时，悬架系统通过其内部的弹性元件和阻尼元件，吸收并减少来自路面的冲击和振动，从而保持车身的平稳，提高乘坐的舒适性。

同时，悬架系统还能够根据车辆的行驶状态和路面的变化，自动调节车轮与车身的相对位置，确保车轮始终与路面保持最佳的接触状态，以提供足够的附着力。

悬架系统还对车辆的操控性和稳定性有着直接的影响。

通过合理的悬架设计，可以有效地改善车辆的操控性能，使驾驶员能够更加准确地感受到车辆的行驶状态，从而做出更为精确的操控动作。

基于ADAMS的麦弗逊悬架的仿真分析与优化基于悬架系统对汽车舒适性和操稳性的重要影响，本文利用ADAMS仿真软件对麦弗逊式独立悬架进行动力学仿真与优化。

根据麦弗逊式独立悬架的CATIA模型及硬点，首先在ADAMS/Car模块中搭建悬架的物理模型，然后进行仿真分析，再利用后处理模块ADAMS/PostProcessor模块查看仿真结果，得到有关悬架性能的曲线，包括四轮定位参数曲线，并对分析不合理的车轮前束角通过ADAMS/Insight模块进行了进一步的优化，最终明显提高了汽车的舒适性和操稳性。

标签：ADAMS；麦弗逊；悬架；仿真；优化Abstract：In view of the important influence of suspension system on the comfort and stability of vehicle，simulation analysis and optimization of MacPherson suspension system are carried out by ADAMS. Firstly，based on the CATIA model and the hard points of MacPherson independent suspension，the model of MacPherson independent suspension is built by the ADAMS/Car. Then the simulation analysis is carried out and the simulation results are gained by the ADAMS/Postprocessor. The results get the suspension performance curve，including the four-wheel positioning parameter curve. Finally，the experiments prove obviously on improving the comfort and stability of vehicle through analyzing the unreasonable wheel toe Angle by ADAMS/ Insight.Key words：ADAMS；MacPherson；suspension；simulation；optimization一、引言近些年来，汽车行业的迅速发展推动了汽车技术的不断完善，促使汽车的舒适性和操稳性能也在不断提高，不断满足人们对于汽车性能的要求。

本科毕业设计设计说明题目：1.8MT轿车前悬架运动学仿真及设计学院：专业：班级：学号：学生姓名：指导老师：提交日期：2011年 4 月11 日初始说明：1.设计原始参数：满载质量：1579kg，前轴荷：799kg ，后轴荷：780kg ，前轮距：1470 mm ，后轮距：1470mm，轴距：2610 mm，前悬架弹簧刚度：24.7N/mm，后悬架弹簧刚度16.56N/mm，轮胎型号205/50 R16。

2.ADADS建模硬点数据：初始：优化后：一、基于ADMAS-CAR的麦弗逊式前悬架建模过程1.打开CAR建模器1.1打开ADMAS-CAR的建模模式1.2新建悬挂模板macpherson：单击File（文件），New（新建）命令，填写新建模板对话框。

2.创建模板部件2.1创建控制臂（下摆臂）采用硬点到一般部件，再到几何外形的方式建立控制臂。

这里约定选择的材料类型为钢材。

2.2创建硬点单击Build（创建），Hardpoint（硬点），New（新建）在这里选择所有的实体为左边，ADMAS/CAR自动创建相对纵向中心线的对称部件，纵向可以设置为任何轴线，它取决于如何设置环境变量，默认纵向中心线为X轴。

同样步骤设置控制臂前后硬点参数如下：arm_front (-150,-350,0)arm_rear (150,-350,0)全屏显示模型，在主窗口可以看见全部6个硬点：2.3创建控制臂--一般部件单击Build（创建），Parts（部件），General Part（一般部件），New（新建）命令：2.4创建控制臂几何形体单击Build（创建），Geometry（几何体），Arm（三角臂），New（新建）：2.5创建转向节转向节由转向节三角臂（wheel_carrier）和转向节立柱（carrier_link）组成。

2.6创建转向节使用的硬点单击Build（创建），Hardpoint（硬点），New（新建）：Wheel_center (0,-800,100)Strut_lower (0,-650,250)tierod_outer (150,-650,250)2.7创建转向节三角臂单击Build（创建），Parts（部件），General Part（一般部件），Wizard（向导）命令：2.8创建转向节立柱几何体单击Build（创建），Geometry（几何体），Link（系杆），New（新建）命令：2.9创建滑柱单击Build（创建），Parts（部件），General Part（一般部件），New（新建）命令：2.10创建减震器首先建立一个硬点定义减震器，然后按需要定义减震器属性文件。

基于ADAMS的麦弗逊式悬架系统运动学仿真分析与优化设计摘要：本文通过机械动力学分析软件ADAMS，建立某车的麦弗逊式前悬架模型，在运动学模式下对模型进行仿真分析，为悬架进一步的研究与优化提供一定的支持。

关键词：ADAMS；麦弗逊；仿真分析1 前言汽车的操纵稳定性便是重点潜力之一，而汽车的悬架的定位参数是影响其操纵稳定性的重要参数。

随着虚拟样机技术的应用越来越普及，利用虚拟样机技术来分析和优化汽车悬架性能成为一种常规手段。

通过介绍了ADAMS软件在悬架分析中的应用和优势，根据某车型麦弗逊前悬架的参数及相关的整车主要参数，在ADAMS软件中建立麦弗逊悬架模型，并基于该模型，对麦弗逊悬架进行建模与仿真分析，进而为提高汽车操纵稳定性打下基础。

2 麦弗逊悬架的简介麦弗逊悬架把减震器和减震弹簧集成在一起，组成一个可以上下运动的滑柱的支柱式减震器和用于给车轮提供部分横道向支撑力，以及承受全部的前后方向应力的A字型托臂两个主要部分组成。

麦弗逊悬架的运动部件轻，悬挂响应速度和回弹速度快所以减震效果较好汽车驾驶舒适性也较好。

占用空间小这个结构特点带来的直接好处就是为放下更大上午发送机留下了空间。

相对于以前的传统悬架，麦弗逊悬架为所有车型的动力都提升了一个高度，从而提升了汽车的性能。

麦弗逊悬架的特点：麦弗逊悬架使减震器中心线和主销设计不共线，这样可以是悬架的受力更加合理。

另外，在悬架随着车轮跳动过程中，各点至主销的距离是变化的，这也是其一个突出特点。

由于悬架设计的合理，麦弗逊悬架在随着车轮上下跳动过程中，不断变化的车轮定位参数和主销偏移距变化范围就很小，这样车辆的稳定性得到提高。

当然了在麦弗逊悬架的众多特点中当然也有不可忽视的缺点，就是其汽车在转弯过程中悬架对汽车由于向心力的原因而产生的侧倾力的抵抗能力较差从而转弯侧倾有些明显，稳定性稍差。

不过，在相对而言轻量化的家用汽车来说，这些缺点在它的优点面前就显得微不足道了，所以，在大众市场中最受欢迎的依然是麦弗逊悬架。

科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·120·文章编号：2095－6835（2016）03－0120－02基于ADAMS的麦弗逊前悬架仿真分析赵萍萍（潍坊科技学院，山东潍坊 262700）摘 要：用ADAMS软件建立了麦弗逊前悬架模型。

通过抑制橡胶衬套作用模拟了运动学（Kinematic）模式，激活了橡胶衬套，模拟了顺应态（compliant）模式，分别在两种模式下进行了悬架仿真分析，对比分析了ADAMS_CAR自带的两种橡胶衬套，并讨论了橡胶衬套对悬架性能的影响。

关键词：ADAMS；麦弗逊前悬架模型；橡胶衬套；控制臂中图分类号：U463.33 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.03.120目前，人们对汽车乘坐舒适性和操纵稳定性的要求越来越高。

虽然橡胶衬套的应用可起到隔振、减噪的作用，但却提高了操纵的不确定性，进而影响了操纵的稳定性。

因此，橡胶衬套的精确设计对悬架的性能起着至关重要的作用。

本文通过比较仅有刚性运动副与用衬套代替一部分刚性运动副两种模型，探索、分析了橡胶衬套对悬架性能的影响。

1 麦弗逊前悬架的建模在ADAMS_CAR中的建模器（template）中，根据硬点信息建立了麦弗逊悬架。

其中，控制臂与车身的连接方式有2种，在运动学分析中，对铰链接进行顺应态分析时，这个铰链接换为前、后两个衬套，左、右情况下同理；滑柱与车身的连接方式也有2种，在运动学分析中，对球副进行顺应态分析时，应将球副换为1个橡胶衬套，左、右情况下同理。

此外，其他连接处在2种仿真模式下均采用刚性的运动副。

2 前轮定位参数的影响汽车前轮定位参数主要包括车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角和前轮前束。

此外，轮距的变化对汽车的操纵稳定性和轮胎的磨损度也有较大的影响。

车轮外倾角的理想设计为：车轮由下向上跳动时，外倾角向减小方向变化，以确保汽车在行驶过程中侧倾时，外倾车轮接近于垂直地面的状态，从而提高轮胎的侧偏特性。

第9卷第4期2011年 12 月Vo1.9 No.4December. 2011工业技术与职业教育Industrial Technology & Vocational Education基于ADAMS 的汽车麦弗逊悬架计算机仿真分析刘 博，范永海（河北联合大学轻工学院，河北 唐山 063000）摘 要：汽车麦弗逊悬架动力学性能计算机仿真分析是分析麦弗逊悬架动力学性能的有效方法。

从某电动汽车麦弗逊悬架的实际结构抽象出虚拟模型的设计点和悬架数据，并对模型进行仿真，得出了仿真模型各个定位参数随时间变化的曲线。

关键词：汽车麦弗逊悬架；计算机仿真；ADAMS中图分类号：TP302 文献标志码：B 文章编号：1674-943X(2011)04-0013-02The Computer Simulation Analysis Based on AutomobileMcPherson Suspension of ADAMSLIU Bo，FAN Yonghai(Light Industry College of Hebei United University，Tangshan 063000，China)Abstract：Dynamics computer simulation analysis of automobile McPherson suspension is an effective way to analyze the dynamic functions of McPherson suspension. We abstracted the design points and suspension data of the virtual model from the actual structure of an electric automobile McPherson suspension. By simulating the virtual model, the computer worked out each positioning parameter curve which changed with time.Key Words：automobile McPherson suspension；computer simulation；ADAMS采用多刚体动力学仿真软件ADAMS 建立四分之一麦弗逊悬架和双横臂悬架车辆的动力学模型的虚拟样机，在建模过程中对悬架进行了必要的假设。

基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真摘要：本论文主要研究了基于ADAMS／Car的麦弗逊悬架运动学分析与仿真。

首先介绍了悬架系统的基本概念和结构，然后结合工程实际，建立了麦弗逊悬架的ADAMS／Car模型，并对其运动学进行了分析和仿真实验。

结果表明，ADAMS／Car模型能够很好地模拟麦弗逊悬架的运动学效果，为悬架系统的研发和优化提供了有力的支持和参考。

关键词：ADAMS／Car、麦弗逊悬架、运动学分析、仿真实验、悬架系统优化。

第一章引言车辆悬架系统作为汽车的重要部件，其运动学性能对于汽车行驶稳定性、操控性、舒适性以及安全性具有至关重要的影响。

麦弗逊悬架作为一种常用的悬架结构，其在汽车行业中使用广泛，因其结构简单、制造成本低、稳定性能好、悬架调整方便等特点，为汽车的悬架系统提供了一种重要的解决方案。

麦弗逊悬架系统的运动学分析是研究麦弗逊悬架运动性能的基础，其通过运动学分析来探究悬架系统动力学特征，为系统设计和优化提供基础支撑。

而ADAMS／Car作为一种常用的汽车动力学仿真软件，其能够模拟汽车悬架系统的动力学行为，为汽车的悬架系统开发和优化提供了重要支持。

因此，本文通过建立麦弗逊悬架的ADAMS／Car模型，并对其运动学进行分析和仿真实验，旨在探究麦弗逊悬架的运动学性能，为汽车悬架系统的研发和优化提供参考依据。

第二章悬架系统基本概念和结构车辆的悬架系统是为了解决车辆在行驶过程中的震动、冲击和悬架系统的负荷而设计出的一个支撑系统。

悬架系统包括弹簧、减震器、控制臂、轮毂、轮胎、制动器等多个部件。

悬架系统的主要功能是：1. 支持重量悬架系统的主要功能之一是支撑汽车的整个重量，控制车身高度和姿态。

2. 减震悬架系统可以减少汽车通过路面时产生的震动、冲击和噪音等问题。

通常，减震器在悬架系统中发挥重要作用。

3. 提高操控性能悬架系统对汽车的操控性能影响很大。

基于ADAMS的麦弗逊式悬架的仿真与优化
张学萍;王娜
【期刊名称】《国防制造技术》
【年(卷),期】2017(000)003
【摘要】在Adams中的Car模块建立麦弗逊式悬架模型,接着进行Parallel Wheel Travel(车轮同向跳动)的仿真分析,分析车轮定位参数随车轮跳动行程的变化规律,确定优化目标.然后在Adams中的Insight模块对悬架的部分硬点坐标进行了优化处理,最后对优化前后的曲线进行了对比,得出结论优化后的硬点坐标改善了汽车悬架的运动学性能.因而,利用ADAMS运动学分析软件,大大缩短了机械动力学的研发周期和成本.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】张学萍;王娜
【作者单位】安徽三联学院机械工程学院,安徽合肥,230601;安徽三联学院机械工程学院,安徽合肥,230601
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于ADAMS/CAR的微型客车麦弗逊前悬架仿真和优化设计 [J], 任凯;王军杰;吴德宏
2.基于ADAMS的麦弗逊式独立悬架优化仿真分析 [J], 王晓峰;于海峰
3.基于ADAMS/Car的麦弗逊前悬架仿真分析及优化 [J], 余东满;王笛;李晓静
4.基于ADAMS的汽车麦弗逊式前悬架建模仿真及优化 [J], 程磊华;薛昊强;齐超
飞
5.基于ADAMS的麦弗逊汽车悬架仿真分析与优化 [J], 蔡晓枫;代宣军
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基于ADAMS／CAR的麦弗逊式悬架建模和仿真基于ADAMS/CAR的麦弗逊式悬架建模与仿真摘要：本文采用ADAMS/CAR软件建立一种基于麦弗逊式悬架的汽车悬架模型，并对其进行了仿真分析。

通过对模型进行力学建模和动力学分析，研究悬架对车辆性能、悬挂系统稳定性和安全性的影响。

关键词：ADAMS/CAR，麦弗逊式悬架，汽车悬架模型，动力学分析，稳定性分析第一章引言汽车悬架是车辆的重要组成部分，它对车辆的性能和安全性有着直接的影响。

因此，汽车悬架的设计和优化对提高车辆性能、保障驾驶安全具有重要的意义。

麦弗逊式悬架是当前流行的一种汽车悬架方案，它具有良好的悬挂性能和稳定性，被广泛应用于各种车型中。

本文将采用ADAMS/CAR软件建立一种基于麦弗逊式悬架的汽车悬架模型，并对其进行仿真分析，研究悬架对车辆性能和稳定性的影响。

第二章麦弗逊式悬架的介绍麦弗逊式悬架是目前最为流行和广泛使用的一种汽车悬架方案，它采用单一控制臂和弹簧/减震器组成，具有良好的悬挂性能和稳定性，被广泛应用于各种车型中。

麦弗逊式悬架的结构简单，发挥了汽车悬架的基本作用，具有卓越的行驶品质和车辆稳定性。

第三章麦弗逊式悬架的建模与分析本文将基于ADAMS/CAR软件对麦弗逊式悬架进行建模，通过对悬架系统进行力学建模和动力学分析，研究悬架对车辆性能、悬挂系统稳定性和安全性的影响。

3.1 悬架系统的建模本文采用ADAMS/CAR软件对麦弗逊式悬架进行建模，建立了悬架系统的三维模型，定义了悬架系统各个部件的尺寸和材料参数，实现了汽车悬架系统的完整仿真。

3.2 动力学分析本文采用了ADAMS/CAR软件自带的仿真分析工具，对汽车麦弗逊式悬架进行了力学建模和动力学分析。

通过对车辆在不同路况、不同速度和不同荷载条件下的行驶状态进行仿真分析，研究了悬架对车辆稳定性的影响，优化了汽车悬架的结构和参数设计。

3.3 稳定性分析本文还对汽车麦弗逊式悬架进行了稳定性分析，采用ADAMS/CAR软件自带的分析工具，对车辆在高速运动、制动和转弯时的稳定性进行了仿真分析。

北京汽车・基于ＡＤＡＭＳ的麦弗逊式悬架的优化分析・文章编号：１００２－４５８１（２００８）０１－００１２－０３基于ＡＤＡＭＳ的麦弗逊式悬架的优化分析李尊远，李海波ＬＩＺｕｎ－ｙｕａｎ，ＬＩＨａｉ－ｂｏ（武汉理工大学，湖北武汉４３００７０）摘要：为了解决前轮磨损的问题，文中以多刚体系统动力学理论为基础，应用机械系统动力学仿真软件ＡＤＡＭＳ／Ｖｉｅｗ建立麦弗逊悬架模型，并应用ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ模块进行运动分析并对悬架的结构进行优化，得出优化的悬架布置方案，从而减小了轮胎的磨损。

关键词：ＡＤＡＭＳ；麦弗逊独立悬架；仿真优化中图分类号：Ｕ４６３．３３文献标识码：Ａ０引言麦弗逊独立悬架具有结构简单、质量轻、发动机及转向系易于布置、适合同多种形式的弹簧相匹配以及能实现车身高度的自动调节等优点。

但是由于其自由度的减少，运动特性的可设计性不如其他独立悬架。

麦弗逊悬架的主销轴线位于减震器上支点和下摆臂外支点的连线上，因此当悬架变形时，主销轴线也随之改变，车轮定位参数和轮距也都会相应改变，若变化量太大，就会影响汽车产品的使用性能（如转向沉重、摆振、轮胎偏磨、影响轮胎使用寿命等）。

针对轮胎偏磨的问题，在设计过程中，应用ＡＤＡＭＳ建立该悬架模型，再通过ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ模块进行仿真分析及优化设计。

１建立悬架模型１．１建立模型由于麦弗逊悬架左右悬架对称，所以只对左悬架进行分析。

１／２麦弗逊悬架由车身、下摆臂总成、转向节总成、转向拉杆、车轮以及减振器和螺旋弹簧组成。

建立麦弗逊悬架模型的关键就是确定硬点，硬点是指各零件间连接处的关键几何定位点，确定硬点就是在子系统坐标系中给出零件之间连点的几何位置。

根据绝对坐标系（取两侧车轮接地印迹中心点连线的中点坐标原点，车辆的行驶方向为ｘ轴负向，ｙ轴由坐标原点指向驾驶员右侧，ｚ轴则符合右手螺旋法则垂直向上），硬点的坐标值通常可由零件图纸得到。

此悬架左半边硬点绝对坐标值如表１所示。