資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 開 題 報(bào) 告 論文題目 寶馬5系 2.0L 懸架設(shè)計(jì) 班 級(jí) 姓 名 院（系） 導(dǎo) 師 開題時(shí)間 - 1 - 1．課題研究的目的和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活的日益提高，汽車成為工農(nóng)業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚慕煌üぞ?。隨著汽車的不斷普及，人們對(duì)汽車的性能（操縱穩(wěn)定性與平順性）要求日益提高，如何讓兼顧操縱穩(wěn)定性與平順性，如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化成為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。 車輛在上下跳動(dòng)過程中，車輪定位參數(shù)(輪距、前束、外傾角、主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角等)與輪距會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)學(xué)上的變化，懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。 通過對(duì)寶馬5系2.0L汽車進(jìn)行分析。研究多連桿懸架和雙橫臂式獨(dú)立懸架的目的是保證高水平的操縱穩(wěn)定性的前提下，獲得比較好的平順性。 雙橫臂獨(dú)立懸架不僅具有獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)，而且擺臂不等長(zhǎng)的獨(dú)立懸架中的兩臂長(zhǎng)度如果選擇適當(dāng)，還可以改變獨(dú)立懸架中的車輪與主銷的角度和輪距克服造成輪胎磨損嚴(yán)重的缺陷。所以被廣泛應(yīng)用于轎車、高級(jí)輕型客車及高級(jí)豪華大客車，以改善整車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。所謂行駛平順性是保持汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊環(huán)境對(duì)駕乘人員的舒適性的影響限制在一定范圍之內(nèi)，而對(duì)載貨汽車還應(yīng)當(dāng)保持貨物的完好性。而汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到疲勞、緊張的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定性的能力。 多連桿式獨(dú)立懸架，這種懸架系統(tǒng)由布置在空間的3-5根連桿將轉(zhuǎn)向節(jié)與車身連接起來，連桿的外端與轉(zhuǎn)向節(jié)通過球鉸連接，連桿的內(nèi)端與車身通過橡膠襯套連接。相比傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)，多連桿懸架系統(tǒng)提供了更大的設(shè)計(jì)自由度，如果各個(gè)連桿的位置以及橡膠襯套的剛度能夠巧妙的設(shè)計(jì)，那么就可以利用純機(jī)械的機(jī)構(gòu)，被動(dòng)且精確地控制主銷軸線和車輪定位角的變化，改善汽車舒適度及操控性能?？梢哉f多連桿懸架特別是五連桿式獨(dú)立懸架系統(tǒng)是被動(dòng)式懸架系統(tǒng)中最先進(jìn)的技術(shù)。因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn), 多連桿式獨(dú)立懸架現(xiàn)今已廣泛用于高檔轎上。 2．國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1多連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)研究概況 2.1.1國(guó)外研究水平： 懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究在國(guó)外起步較早,幾乎是從獨(dú)立懸架的誕生起開始的，其研究的主要內(nèi)容為車輪定位參數(shù)：車輪前束角、外傾角、輪距、主銷后傾角（后傾拖距）、主銷內(nèi)傾角（主銷偏移距）等對(duì)汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性、直線行駛性能、回正性及路感等汽車行駛性能[14]的影響。德國(guó)人阿達(dá)姆·措莫托所著的《汽車行駛性能》、德國(guó)學(xué)者Wolfgang Matschinsky 編寫的《車輛懸架》以及日本學(xué)者安部正人所著的《汽車的運(yùn)動(dòng)與操縱》等著作中都對(duì)汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性做了深入的討論分析。 近年來，研究多連桿懸架運(yùn)動(dòng)特性的方法不斷涌現(xiàn)，在國(guó)外：D.M.A. Lee 等人推導(dǎo)出轉(zhuǎn)向節(jié)的速度方程， 并應(yīng)用逐步線性化方法來求解位置問題，Mohamed 和Attia 應(yīng)用剛性連桿和轉(zhuǎn)向節(jié)之間的約束方程獲得懸架的運(yùn)動(dòng)特性，Knapzyk 和Dzierzec提出的拆桿法以及Lee Unkoo 等人的位移矩陣法等。 2.1.2國(guó)內(nèi)研究水平： 在國(guó)內(nèi)，隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，懸架研究方法不斷涌現(xiàn)，對(duì)于雙橫臂式懸架、麥弗遜式懸架等的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析做過大量工作，而對(duì)于多連桿懸架系統(tǒng)，清華大學(xué)呂振華等利用機(jī)械原理中的拆桿法，對(duì)五連桿懸架進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，并應(yīng)用一種迭代算法分析了考慮橡膠襯套彈性的懸架運(yùn)動(dòng)特性，討論了襯套彈性對(duì)車輛性能的影響，清華大學(xué)宋健等和同濟(jì)大學(xué)祁宏鐘等分別采用瞬時(shí)軸線法和近似數(shù)值方法確定多連桿懸架的主銷軸線，該方法簡(jiǎn)單可靠，對(duì)多連桿運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析打下基礎(chǔ)。 近年來，由于計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，虛擬樣機(jī)技術(shù)成為現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)的一項(xiàng)全新的技術(shù)，它基于多體動(dòng)力學(xué)理論，能夠在虛擬環(huán)境下模擬汽車的運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)仿真，這種技術(shù)不僅能提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且還大大地縮短了設(shè)計(jì)周期，為企業(yè)節(jié)省了大量成本。 上世紀(jì)80 年代起，多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論和方法已經(jīng)較廣泛應(yīng)用于汽車技術(shù)領(lǐng)域，一些優(yōu)秀的多體動(dòng)力學(xué)分析的商業(yè)化軟件（如MSC.ADAMS 等）使得汽車懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析技術(shù)日臻成熟和完善。吉林大學(xué)楊樹凱在其發(fā)表的《多連桿懸架與雙橫臂懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析》中，利用ADAMS/CAR 軟件對(duì)兩種懸架系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)特性仿真對(duì)比分析。孫海林在研究生導(dǎo)師的指導(dǎo)下，根據(jù)某車輛多連桿獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)參數(shù)，用ADAMS/CAR 軟件平臺(tái)建立了多連桿式獨(dú)立懸架的多體動(dòng)力學(xué)模型，并針對(duì)多連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)整車性能的影響進(jìn)行了的闡述，總結(jié)出多連桿懸架的優(yōu)缺點(diǎn)。同濟(jì)大學(xué)的梁駿等從剛體系統(tǒng)出發(fā)，在ADAMS平臺(tái)下對(duì)四連桿懸架進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 2.2雙橫臂式獨(dú)立懸架： 雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期研究可追溯到20世紀(jì)30年代。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法采用平面作圖法或平面解析法等經(jīng)驗(yàn)方法。其缺陷是忽略了主銷后傾角及上、下擺臂軸線的空間角度的影響, 所以很難獲得精確的設(shè)計(jì)結(jié)果。同時(shí),設(shè)計(jì)過程也是相當(dāng)?shù)姆睆?fù)。 2.2.1國(guó)外研究水平： 20世紀(jì)90年代，國(guó)外對(duì)其數(shù)學(xué)建模與分析進(jìn)行了較多的研究，并取得了一定的成果。1990年Wallaschek提出了非線性數(shù)學(xué)模型諧波及統(tǒng)計(jì)線性化的方法。1997 年Duym用一種代數(shù)形式的經(jīng)驗(yàn)公式來描述雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)的非線性特性, 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。1998年Kuti以有限元為工具, 建立了一種客車懸架系統(tǒng)的非線性數(shù)學(xué)模型。這些研究表明，建立雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)的簡(jiǎn)單而又比較準(zhǔn)確的非線性數(shù)學(xué)模型，并將其用于乘坐動(dòng)力學(xué)的非線性研究具有重要意義。特別是近幾年來，摒棄了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，比較流行的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法多是基于空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及多剛體動(dòng)力學(xué)理論，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，獲得了理想的設(shè)計(jì)結(jié)果，并有效地提高了工作效率。雙橫臂式獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)、制造已比較成熟，而且成本低，工作可靠，是當(dāng)今世界汽車工業(yè)中懸架的主導(dǎo)產(chǎn)品。 2.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀： 雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)的研究在國(guó)內(nèi)也有較長(zhǎng)的歷史。吉林工業(yè)大學(xué)的郭孔輝院士的文章國(guó)是較早的論文，隨后的一些學(xué)者也對(duì)該問題做了研究。近幾年來， 北京理工大學(xué)，浙江大學(xué)等高校正在開展此方面的研究，并發(fā)表了一些論文。對(duì)于雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)的研究，主要是應(yīng)用線性理論研究汽車乘坐動(dòng)力學(xué)。目前，雙橫臂式獨(dú)立懸架產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。但從總體上來看，國(guó)內(nèi)對(duì)于雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)的研究相對(duì)較少，產(chǎn)品主要是仿造國(guó)外，自主開發(fā)能力差，并且缺少具有自主版權(quán)的專用軟件。在雙橫臂式獨(dú)立懸架系統(tǒng)的研究中，國(guó)內(nèi)基于線性理論的建模與仿真仍處于主導(dǎo)地位，而基于非線性理論的非數(shù)學(xué)建模與分析也已經(jīng)引起重視，并有了一定的研究成果。 2.3 設(shè)計(jì)水平： 自20世紀(jì)90年代起，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)領(lǐng)域中廣泛采用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD/CAE/CAM/PDM技術(shù)、KBE (Knowledge Based Engineering)技術(shù)等先進(jìn)手段，使設(shè)計(jì)水平大為提高，新車型的開發(fā)周期大大降低。以美國(guó)為例，在90年代初，轎車新車型的開發(fā)周期大約為5-6年，到90年代末已降為12-18個(gè)月，具體到懸架設(shè)計(jì)方面，仿真分析、虛擬設(shè)計(jì)、反求工程、AI技術(shù)等已經(jīng)獲得推廣應(yīng)用。根據(jù)國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索可以看出，國(guó)外己建立了懸架結(jié)構(gòu)型式和懸架設(shè)計(jì)參數(shù)的知識(shí)庫(kù)和專家系統(tǒng)，不同類型懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算方法在國(guó)外已較為成熟，并有多項(xiàng)專利。值得一提的是，國(guó)外在懸架設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的一些研究成果已經(jīng)被某些大型的商品化的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件所吸收。例如，由美國(guó)著名軟件公司MDI與Audi.BMW. Renault和Volvo等汽車公司合作開發(fā)的轎車設(shè)計(jì)軟件包ADAMS/Car，其中就包括了懸架模塊，可以預(yù)測(cè)懸架系統(tǒng)特性、計(jì)算懸架載荷時(shí)間歷程、進(jìn)行裝配性能研究等，從而有效地協(xié)助工程師完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)，特別是轎車、微型車行業(yè)基本上依靠國(guó)外技術(shù)生存。雖有眾多專家、學(xué)者、業(yè)內(nèi)人士不斷強(qiáng)調(diào)培育本土設(shè)計(jì)開發(fā)能力的重要性，但在缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的環(huán)境下，相關(guān)企業(yè)往往出于短期利益考慮，不愿在此方面進(jìn)行大規(guī)模投入，致使這項(xiàng)工作難以真正落實(shí)到位。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)轎車及微型車幾乎都是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的。需要注意的是，這種“引進(jìn)技術(shù)”實(shí)際上只是引進(jìn)國(guó)外現(xiàn)成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果，而不是產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)本身。因此，迄今為出，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)對(duì)包括懸架系統(tǒng)在內(nèi)的汽車底盤系統(tǒng)關(guān)鍵產(chǎn)品的設(shè)計(jì)機(jī)理，仍然知之甚少，重復(fù)引進(jìn)到處可見與浪費(fèi)驚人，而且也往往受制于人。 3. 本課題的研究?jī)?nèi)容及技術(shù)方案 結(jié)合寶馬5系多連桿獨(dú)立懸架和雙橫臂式獨(dú)立懸架總體設(shè)計(jì)參數(shù)，通過設(shè)計(jì)，CATIA軟件建立三維模型。然后通過Matlab 建立多連桿懸架的數(shù)學(xué)模型和雙橫臂式獨(dú)立懸架，同時(shí)用ADAMS/CAR 軟件平臺(tái)建立了多連桿式獨(dú)立懸架和雙橫臂式獨(dú)立懸架的多體動(dòng)力學(xué)模型，互相驗(yàn)證模型的正確性，利用迭代法對(duì)彈性元件進(jìn)行分析。并利用多目標(biāo)遺傳算法該懸架進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化。 (1)根據(jù)寶馬5系的參數(shù)確定結(jié)構(gòu)參數(shù)。 (2)對(duì)懸架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (3)運(yùn)用CATIA軟件建立三維實(shí)體模型。 (4) 運(yùn)用MATLAB優(yōu)化工具箱, 對(duì)已建立起的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行編程優(yōu)化, 分析優(yōu)化得到結(jié)果來說明數(shù)學(xué)模型建立的可行性和精確性。 (5) 在ADMAS中對(duì)懸架進(jìn)行建模仿真, 模擬出前輪定位等性能特性參數(shù)隨車輪轉(zhuǎn)向或是輪胎上下跳動(dòng)而變化的關(guān)系曲線, 對(duì)比優(yōu)化前后的特性曲線，研究分析主銷及和前輪定位角隨車輪上下跳動(dòng)時(shí)的變化規(guī)律，通過與數(shù)學(xué)模型的對(duì)比分析，其一致性相互驗(yàn)證了各模型的正確性。 4. 本設(shè)計(jì)的特色 在內(nèi)容上通過對(duì)實(shí)體車型的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且通過CATIA建立三維模型和MATLAB建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及優(yōu)化分析。 在研究方法上采用迭代法對(duì)多連桿式獨(dú)立懸架進(jìn)行分析。對(duì)于雙橫臂式獨(dú)立懸架，結(jié)合多目標(biāo)遺傳算法，以懸架擺臂長(zhǎng)度和初始位置作為優(yōu)化變量，對(duì)最大滑移量、外傾角、定位參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化。 5. 進(jìn)度安排 第1~2周：搜集資料，寫開題報(bào)告； 第3~10周：對(duì)前后懸架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 第11~13周：建立前后懸架的三維實(shí)體模型 第13~14周：建立MATLAB模型并結(jié)合ADAMS進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和優(yōu)化。 第16~17周：撰寫說明書； 第18周：準(zhǔn)備答辯。 6. 參考文獻(xiàn) [1] 王其東，趙韓，李巖，祝少春《汽車雙橫臂式獨(dú)立懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析》合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，第24卷第6期，2001年12月 [2] 耶爾森?賴姆帕爾、王瑄譯 《懸架元件及底盤力學(xué)》 吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社。1992,218-414 [3] 黃志平 《基于ADAMS的五連桿懸架性能研究》，西南交通大學(xué)碩士論文，2009,5 [4] 楊樹凱《多連桿懸架與雙橫臂懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析》1.吉林大學(xué); 2.第一汽車集團(tuán)公司技術(shù)中心; 3.河北工程大學(xué) [5] 林逸等《滑柱擺臂式懸架空間運(yùn)動(dòng)分析汽車技術(shù)》，1990(5). 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