摘 要懸架是汽車上的重要總成之一，懸架的作用是彈性地連接車橋和車架，減緩行駛中車輛受到由路面不平引起的沖擊力，保證乘坐舒服和貨品完好，迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，使車輪按一定軌跡相對車身運動。懸架決定著汽車的穩(wěn)定性、舒服性和安全性，因此研究懸架成為研究汽車中的重要一種環(huán)節(jié)，ADAMS軟件為研究汽車懸架運動學(xué)分析提供了協(xié)助。本次畢業(yè)設(shè)計一方面運用ADAMS軟件的View功能給定設(shè)計點，創(chuàng)立懸架模型，通過測試懸架模型得到某些曲線和數(shù)據(jù)，對比這些曲線和數(shù)據(jù)之后得出輪胎接地點的側(cè)向滑移量變化是影響懸架的重要因素。因此將目的函數(shù)定為車輪接地點的側(cè)向滑移量。然后通過ADAMS軟件的后解決功能優(yōu)化前懸架模型，最后得出使輪胎接地點的側(cè)向滑移量變化最小的一組數(shù)據(jù)。從而達(dá)到優(yōu)化的效果。核心詞： 雙橫臂獨立懸架； 運動學(xué)分析； ADAMS Abstract Suspense is one of the important parts in a car. Suspense serves as a role that connects the axles and frames in a much bouncing way which can kill the unavoidable shock when the car is on a unsmooth road, thus making sure that the goods in the car cannot be damaged as well as guaranteeing a better driving pleasure. It can quickly kill the shock from the bouncing system to let the wheel move a the course of the car. Suspense determines the stability, riding comfort, and safety. Therefore, analyzing the suspense becomes one of the greatest parts of the whole analysis. ADAMS software did a great help to the analysis of suspense kinematics.The design of ADAMS software first given design points, View function to create suspension model, through the test suspension model get some curves and data, contrast these curves and data that pick up the tyres after the change of lateral sliding site is the important factors affect suspension. So will the objective function as the wheels of lateral slippage pick site. Then through the ADAMS software post-processing function optimization model of the suspension, finally come to pick up the tire place lateral sliding the smallest quantity of set of data. This group of data is finally wanted results.Key words: double wishbone suspension; kinematics analysis; ADAMS目 錄1 緒論11.1課題引言11.2 汽車懸架簡介11.3 汽車懸架分類1.4 ADAMS簡介1.5 本文研究的內(nèi)容22前懸架模型的建立32.1 創(chuàng)立新模型32.2 添加約束42.3本章小結(jié).63前懸架模型運動學(xué)分析73.1 添加驅(qū)動73.2測量主銷內(nèi)傾角73.3測量主銷后傾角103.4測量前輪外傾角123.5測量前輪前束傾角143.6測量車輪接地點側(cè)向滑移量173.7本章小結(jié)194細(xì)化前懸架模型214.1 創(chuàng)立設(shè)計變量214.2將設(shè)計點參數(shù)化214.3將物體參數(shù)化254.4本章小結(jié).255定制界面325.1 創(chuàng)立修改參數(shù)對話窗.325.2 修改菜單欄.36 5.3 本章小結(jié). 376 優(yōu)化前懸架模型. 26 6.1 定義目的函數(shù).26 6.2 優(yōu)化模型.26 6.3 察看優(yōu)化成果.27 6.4 本章小結(jié).31本文總結(jié)40道謝41參照文獻(xiàn)42附錄A 漢語原文43附錄B 英文翻譯521 緒論1.1 課題引言 在馬車浮現(xiàn)的時候，為了乘坐更舒服，人類就開始對馬車的懸架進(jìn)行孜孜不倦的摸索，隨著社會的日益進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車開始普及，人們對汽車平順性、穩(wěn)定性、操控性及其舒服性也有了更高規(guī)定。于是對于懸架的研究顯得尤為重要。汽車懸架作為車身與車輪之間連接的傳力機(jī)件，是保證汽車行駛安全的重要部件。汽車懸架對汽車的舒服性、穩(wěn)定性、平順性都起著至關(guān)重要的影響，因此，提高汽車舒服性的核心就是要提高汽車懸架系統(tǒng)的性能。老式的鋼板彈簧式懸架已難以滿足汽車行駛舒服性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的規(guī)定，本次畢業(yè)設(shè)計針對雙橫臂式前獨立懸架進(jìn)行分析，就是通過建立懸架模型，初選懸架各參數(shù)，創(chuàng)立設(shè)計變量，最后運用ADAMS軟件對懸架進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化出一組使得車輪接地點的側(cè)向滑移量最小的初始點位置。1.2 汽車懸架簡介懸架是汽車上的重要總成之一，它把車身和車彈性地連接在一起。汽車懸架是車身和車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。一般由彈性元件、減振器和導(dǎo)向元件構(gòu)成。在汽車行駛過程中，懸架的作用是彈性地連接車橋和車架，減緩行駛中車輛受到由路面不平引起的沖擊力，保證乘坐舒服和貨品完好，迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，傳遞垂直、縱向、側(cè)向反力及其力矩，并起導(dǎo)向作用，使車輪按一定軌跡相對車身運動。懸架決定著汽車的穩(wěn)定性、舒服性和安全性，是現(xiàn)代汽車十分重要的部件之一?，F(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷浮現(xiàn)嶄新的懸架裝置。1.3 汽車懸架分類根據(jù)懸架的阻尼和剛度與否隨著行駛條件的變化而變化，可分為被動懸架、半積極懸架和積極懸架( 三種懸架的模型圖如圖1.1所示)，半積極懸架還可以按阻尼級分為有級式和無級式兩類。老式的懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼系數(shù)，是按經(jīng)驗設(shè)計或優(yōu)化設(shè)計措施選擇的，一經(jīng)選定后，在車輛行駛過程中，就無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此其減振性能的進(jìn)一步提高受到限制，這種懸架稱為被動懸架。為了克服被動懸架的缺陷，國外在20世紀(jì)60年代就提出了積極懸架的概念，積極懸架就是由在懸架系統(tǒng)中采用有源或無源可控制的元件構(gòu)成。它是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)車輛的運動狀態(tài)和路面狀況積極作出反映，以克制車體的運動，使懸架始終處在最優(yōu)減振狀態(tài)。因此積極懸架的特點就是能根據(jù)外界輸入或車輛自身狀態(tài)的變化進(jìn)行動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。因此，系統(tǒng)必須是有源的。半積極懸架則由無源但可控制的阻尼元件構(gòu)成。在車輛懸架中，彈性元件除了吸取和存貯能量外，還得承受車身重量及載荷，因此，半積極懸架不考慮變化懸架的剛度而只考慮變化懸架的阻尼。由于半積極懸架構(gòu)造簡樸，在工作時，幾乎不消耗車輛動力，又能獲得與積極懸架相近的性能，故應(yīng)用較廣。由于路面輸入的隨機(jī)性，車輛懸架阻尼的控制屬于自適應(yīng)控制，即所設(shè)計的系統(tǒng)在輸入或干擾發(fā)生大范疇的變化時，能自適應(yīng)環(huán)境，調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，使輸出仍能被有效控制，達(dá)到設(shè)計規(guī)定。它不同于一般的反饋控制系統(tǒng)，由于它解決的具有“不擬定性”的反饋信息。自適應(yīng)控制系統(tǒng)按其原理不同，可分為校正調(diào)節(jié)器和模型參照自適應(yīng)控制系統(tǒng)兩大類。由于要建立一種精確的“車輛地面”系統(tǒng)模型還很困難，故目前的積極懸架，多采用自校正調(diào)節(jié)器。雖然現(xiàn)代汽車的懸架種類較多，構(gòu)造差別較大，但一般由彈性元件、減振元件和導(dǎo)向構(gòu)件構(gòu)成。工作原理是：當(dāng)汽車輪胎受到?jīng)_擊時，彈性元件對沖擊進(jìn)行緩沖，避免對汽車構(gòu)件和人員導(dǎo)致?lián)p傷。但彈性件受到?jīng)_擊時會產(chǎn)生長時間持續(xù)的振動，容易使駕駛員疲勞。故減振元件應(yīng)迅速衰減振動。當(dāng)車輪受到?jīng)_擊而跳動時，應(yīng)使其運動軌跡符合一定的規(guī)定，否則會減少汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性。導(dǎo)向構(gòu)件在傳力的同步，必須對方向進(jìn)行控制。根據(jù)汽車導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同懸架種類又可分為獨立懸架和非獨立懸架。非獨立懸架其特點是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使構(gòu)造大為簡化，減少成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。獨立懸架是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機(jī)可放低安裝，有助于減少汽車重心，并使構(gòu)造緊湊。獨立懸架容許前輪有大的跳動空間，有助于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同步獨立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。 圖1.11.4 ADAMS簡介 ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)軟件，是美國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件，該軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫，約束庫，力庫，創(chuàng)立完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的拉格郎日方程措施，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移，速度，加速度和反作用力曲線。它的仿真可用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能，運動范疇，碰撞檢測，峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。 根據(jù)1999年機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的記錄資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額。 ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，顧客可以運用該軟件非常以便地對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開發(fā)工具，其開放性的程序構(gòu)造和多種接口，可以成為特殊行業(yè)顧客進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/。 ADAMS/View是一種強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，它可以建模、仿真并優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)模型，ADAMS/View可迅速對多種設(shè)計變量進(jìn)行分析直到獲得最優(yōu)化的設(shè)計。在ADAMS/View中創(chuàng)立模型的環(huán)節(jié)與一般創(chuàng)立物理模型的環(huán)節(jié)是相似的。盡管列出的創(chuàng)立模型的環(huán)節(jié)似乎是一次創(chuàng)立模型成功，然后再對模型進(jìn)行測試并優(yōu)化，但建議在創(chuàng)立整個模型之前先建立并測試模型的小的元件，把她們聯(lián)系在一起，然后運營簡樸的仿真以測試它們的運動，保證它們運動對的。一旦模型對的，再在其上添加更復(fù)雜的模型。ADAMS/View采用簡樸的分層方式完畢建模工作。采用Parasolid內(nèi)核進(jìn)行實體建模，并提供了豐富的零件幾何圖形庫、約束庫和力/力矩庫，并且支持布爾運算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù)。除此之外，還提供了豐富的位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、力/力矩函數(shù)、合力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)元函數(shù)、若干顧客子程序函數(shù)以及常量和變量等。 自9.0版后，ADAMS/View采用顧客熟悉的Motif界面(UNIX系統(tǒng))和Windows界面(NT系統(tǒng))，從而大大提高了迅速建模能力。在ADAMS/View中，顧客運用TABLE EDITOR，可像用EXCEL同樣以便地編輯模型數(shù)據(jù)，同步還提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包。DS(設(shè)計研究)、DOE(實驗設(shè)計)及OPTIMIZE(優(yōu)化)功能可使顧客以便地進(jìn)行優(yōu)化工作。ADAMS/View有自己的高檔編程語言，支持命令行輸入和C+語言，有豐富的宏命令以及快捷以便的圖標(biāo)、菜單和對話框創(chuàng)立和修改工具包，并且具有在線協(xié)助功能。ADAMS/View新版采用了改善的動畫/曲線圖窗口，可以在同一窗口內(nèi)可以同步顯示模型的動畫和曲線圖；具有豐富的二維碰撞副，顧客可以對具有摩擦的二維點曲線、圓曲線、平面曲線，以及曲線曲線、實體實體等碰撞副自動定義接觸力；具有實用的Parasolid輸入/輸出功能，可以輸入CAD中生成的Parasolid文獻(xiàn)，也可以把單個構(gòu)件、或整個模型、或在某一指定的仿真時刻的模型輸出到一種Parasolid文獻(xiàn)中；具有新型數(shù)據(jù)庫圖形顯示功能，可以在同一圖形窗口內(nèi)顯示模型的拓?fù)錁?gòu)造，選擇某一構(gòu)件或約束(運動副或力)后顯示與此項有關(guān)的所有數(shù)據(jù)；具有迅速繪圖功能，繪圖速度是原版本的20倍以上；采用合理的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)向器，可以在一次作業(yè)中運用一種名稱過濾器修改同一名稱中多種對象的屬性，便于修改某一種數(shù)據(jù)庫對象的名稱及其闡明內(nèi)容；具有精確的幾何定位功能，可以在創(chuàng)立模型的過程中輸入對象的坐標(biāo)、精確地控制對象的位置；多種平臺上采用統(tǒng)一的顧客界面、提供合理的軟件文檔；支持Windows NT平臺的迅速圖形加速卡，保證ADAMS/View的顧客可以運用高性能OpenGL圖形卡提高軟件的性能；命令行可以自動記錄多種操作命令，進(jìn)行自動檢查。1.5 本文研究的內(nèi)容 本文運用ADAMS/View軟件創(chuàng)立汽車的雙橫臂式前獨立懸架模型 （FRONT_SUSP.bin）懸架模型的主銷長度為330mm，主銷內(nèi)傾角為10度，主銷后傾角為2.5度，上橫臂長350mm，上橫臂在汽車橫向平面的傾角為11度，上橫臂軸水平斜置角為-5度，下橫臂長500mm,下橫臂在汽車橫向平面的傾角為9.5度，下橫臂水平斜置角為10度，車輪前束角為0.2度。通過添加驅(qū)動觀測懸架模型的運動仿真狀況，對優(yōu)化成果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)最壞的影響參數(shù)，然后進(jìn)一步將此參數(shù)作為目的函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析。得到一組最優(yōu)值，達(dá)到優(yōu)化前懸架的目的。2 創(chuàng)立前懸架模型2.1 創(chuàng)立新模型 打開ADAMS/View,創(chuàng)立新模型名稱為FRONT_SUSP，建立八個設(shè)計點，她們的名稱和位置見圖2.1。圖2.1 設(shè)計點的位置八個核心點設(shè)立完畢后，運用ADAMS/View中零件庫的多種命令（如圖2.2）進(jìn)行創(chuàng)立主銷（半徑為20）、創(chuàng)立上橫臂（半徑為20）、創(chuàng)立下橫臂（半徑為20）、創(chuàng)立拉臂（半徑為15）、創(chuàng)立轉(zhuǎn)向拉桿（半徑為15）、創(chuàng)立轉(zhuǎn)向節(jié)（半徑為20）、創(chuàng)立車輪（半徑為375、長度為215）、創(chuàng)立測試平臺以及創(chuàng)立彈簧。其中彈簧的剛度為129.8阻尼為6000。最后的模型如圖2.3所示。圖2.2 軟件命令圖2.3 創(chuàng)立完的懸架模型2.2 添加約束點擊ADAMS/View中約束庫的約束副命令，分別在對的位置創(chuàng)立球副、創(chuàng)立固定副、創(chuàng)立旋轉(zhuǎn)副、創(chuàng)立移動副以及點-面約束副。 創(chuàng)立球副：選擇上橫臂和主銷為參照物體，選擇設(shè)計點“UCA_outer”為球副的位置點，創(chuàng)立上橫臂和主銷之間的約束副。選擇下橫臂和主銷為參照物體，選擇設(shè)計點“LCA_outer”為球副的位置點，創(chuàng)立下橫臂和主銷之間的約束副。選擇轉(zhuǎn)向拉桿和拉臂為參照物體，選擇設(shè)計點“tie_rod_outer”為球副的位置點，創(chuàng)立轉(zhuǎn)向拉桿和拉臂之間的約束副。選擇設(shè)計點“tie_rod_inner” 為球副的位置點，創(chuàng)立轉(zhuǎn)向拉桿和大地之間的約束副。如圖2.4所示。 創(chuàng)立固定副：選擇拉臂和主銷為參照物體，選擇設(shè)計點“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)立拉臂和主銷之間的約束副。選擇轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷為參照物體，選擇設(shè)計點“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)立轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷之間的約束副。選擇車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)為參照物體，選擇設(shè)計點“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)立車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)之間的約束副。如圖2.5所示。 圖2.4 設(shè)立球副 圖2.5 設(shè)立固定副 其他約束副的做法類似，其中旋轉(zhuǎn)副的選項以及修改對話框如圖2.5、2.6、2.7所示。最后保存前懸架模型。 圖2.6 設(shè)立旋轉(zhuǎn)副 圖2.7 修改旋轉(zhuǎn)副對話框 圖2.8 移動目的對話框2.3 本章小結(jié) 本章在ADAMS/View環(huán)境下給定了設(shè)計點并且建立汽車的前懸架模型，并對模型添加了相應(yīng)的約束，為下一章汽車前懸架模型的運動學(xué)分析打下基本。3 前懸架模型的運動學(xué)分析3.1 添加驅(qū)動 點擊ADAMS/View中驅(qū)動庫的直線驅(qū)動，選擇測試平臺和大地的移動副約束，創(chuàng)立直線驅(qū)動。修改直線驅(qū)動的函數(shù)體現(xiàn)式為100*sin(360d*time)如圖3.1所示。圖3.1 添加驅(qū)動對話框函數(shù)體現(xiàn)式為100*sin(360d*time)表達(dá)車輪的上跳和下跳行程均為100mm。3.2 測量主銷內(nèi)傾角 編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)體現(xiàn)式為ATAN(DX(MARKER_2, MARKER_4)/DY(MARKER_2, MARKER_4)。如圖3.2、3.3和3.4所示。 圖3.2 使用助理功能 圖3.3 測量兩點在X軸方向的距離圖3.4 函數(shù)編輯器 同步系統(tǒng)生成主銷內(nèi)傾角變化的測量曲線，設(shè)立終結(jié)時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真，主銷內(nèi)傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.5所示。圖3.5 主銷內(nèi)傾角隨車輪的跳動的變化曲線 當(dāng)車輪在最下端時，主銷內(nèi)傾角為10.25度，隨著向上到-25mm位移處跳動逐漸減小，然后跳動至100mm過程中逐漸增大至11.7度。主銷內(nèi)傾角在其容許范疇內(nèi)，變化量為1.45度，可以接受。主銷內(nèi)傾角使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離減小，從而減小轉(zhuǎn)向時駕駛員加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同步也可減少從轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內(nèi)傾角也不適宜過大，否則加速了輪胎的磨損。3.3 測量主銷后傾角 點擊ADAMS/View創(chuàng)立新的測量函數(shù)。編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)體現(xiàn)式為ATAN(DZ(MARKER_2, MARKER_4)/DY(MARKER_2, MARKER_4)。如圖3.6所示。 圖3.6 函數(shù)編輯器 同步系統(tǒng)生成主銷后傾角變化的測量曲線，設(shè)立終結(jié)時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真， 主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.7所示。 圖3.7 主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線由主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時主銷后傾角為2.54度，隨著向上到-25mm處稍微減少，然后向上跳動至100mm處逐漸增大至2.55度。主銷后傾角變化范疇為2.54度到2.55度，變化量很小，在其正常范疇內(nèi)?？梢越邮堋?主銷后傾是四輪定位中的一種項目，是設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向橋時使主銷與車軸縱向平面內(nèi)有一種向后的傾角，即主銷軸線與地面的垂線之間的夾角。作用是使車輪自動回正，提高轉(zhuǎn)向操縱的穩(wěn)定性。其一般不超過2度到4度。3.4 測量前輪外傾角 點擊ADAMS/View創(chuàng)立新的測量函數(shù)。編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)體現(xiàn)式為ATAN(DY(MARKER_4, MARKER_2)/DX(MARKER_4, MARKER_2)。如圖3.8所示。 圖3.8 函數(shù)編輯器 同步系統(tǒng)生成前輪外傾角變化的測量曲線，設(shè)立終結(jié)時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真， 前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.9所示。 圖3.9 前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線 由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時前輪外傾角為-1.0度，隨著向上到-25mm處逐漸增大至-0.75度，然后向上跳動至100mm處逐漸減少至-2.4度。前輪外傾角變化范疇為-0.75度到-2.4度，變化量為1.65度，在其正常范疇內(nèi)?？梢越邮堋?前輪外傾角是指前輪所在平面不是完全與地面垂直的，而是與地面有一種向外的傾斜角，當(dāng)在比較平坦的路面上行進(jìn)時，汽車方向會有一定誤差的偏離，在一定等到誤差范疇內(nèi)，前輪可以自己回到中間向前的方向的位置，這樣，雖然路面稍有一點不平也沒關(guān)系，汽車的行進(jìn)方向都會基本不變。3.5 測量前輪前束角 點擊ADAMS/View中，選擇build>measure>function>new,創(chuàng)立新的測量函數(shù)。函數(shù)名稱toe_angle。編輯前輪前束角的函數(shù)體現(xiàn)式為ATAN(DZ(MARKER_4, MARKER_2)/DX(MARKER_4, MARKER_2)。如圖3.10所示圖3.10 函數(shù)編輯器 同步系統(tǒng)生成前輪前束角變化的測量曲線，設(shè)立終結(jié)時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真，前輪前束角的變化曲線如圖3.11所示。 圖3.11 前輪前束角隨車輪的跳動的變化曲線由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時前輪前束角為-0.2度，隨著向上到-50mm處逐漸增大至0.5度，然后向上跳動至100mm處逐漸減少至-1.25度。前輪前束角變化范疇為0.5度到-1.25度，變化量為0.75度，在其正常范疇內(nèi)，可以接受。 前輪外傾有使前輪向外轉(zhuǎn)向的趨勢，前輪前束有使車輪向內(nèi)轉(zhuǎn)向的趨勢，可以抵消因前輪外傾帶來的不利影響，使車輪直線滾動而無橫向滑拖的現(xiàn)象，減少輪胎磨損。懸架系統(tǒng)鉸接點的變形，也使前輪有向外轉(zhuǎn)向的趨勢，也要靠前輪前束來補(bǔ)償?？梢蕴岣哕囕v操控性和輪胎壽命。一般前束值為012mm。3.6 測量車輪接地點的側(cè)向滑移量 先在車輪上建一種marker點，為marker46（-150，-270，0）然后在大地上建marker47（-150，-270，0）。 點擊ADAMS/View中，選擇build>measure>function>new,創(chuàng)立新的測量函數(shù)。函數(shù)名稱sideways_displacement。編輯車輪接地點的側(cè)向滑移量的函數(shù)體現(xiàn)式為DX(MARKER_46, MARKER_47)。如圖3.12所示圖3.12函數(shù)編輯器 同步系統(tǒng)生成車輪接地點的側(cè)向滑移量的測量曲線，設(shè)立終結(jié)時間為1，工作步為100，進(jìn)行仿真，車輪接地點的側(cè)向滑移量隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.13所示。圖3.13 車輪接地點的側(cè)向滑移量隨車輪的跳動的變化曲線 由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時側(cè)向滑移量為-5mm，然后向上跳動至100mm處逐漸增大至38mm。其變化量為43mm，非常的大，不在正常范疇內(nèi)，不僅對輪胎壽命嚴(yán)重的影響，也使操縱性和穩(wěn)定性大大的削弱，對汽車的影響也會很大，從汽車的穩(wěn)定性、舒服性、平順性、以及輪胎磨損等各個角度考慮，這樣大的車輪接地點的側(cè)向滑移量都是不可以容許的。因此本課題將車輪接地點的側(cè)向滑移量作為目的函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。3.7 本章小結(jié)本章對汽車的前懸架模型進(jìn)行了仿真測試，通過對各測量曲線的分析比較，發(fā)現(xiàn)車輪接地點的側(cè)向滑移量變化太大，這樣的的車輪接地點的側(cè)向滑移量不僅會使車輛的操縱穩(wěn)定性受到影響，使車輛偏離本來的行駛軌跡，同步還會使輪胎的磨損加快。因此，我們將如何減小輪胎接地點的側(cè)向滑移量作為優(yōu)化設(shè)計的目的。為下一章細(xì)化車輪模型提出理論根據(jù)。 4 細(xì)化前懸架模型4.1 創(chuàng)立設(shè)計變量 ADAMS參數(shù)化設(shè)計的過程就是使用設(shè)計變量的過程，用設(shè)計變量的值來替代設(shè)計參數(shù)的值。系統(tǒng)通過不斷修改設(shè)計變量的值，來使目的函數(shù)的值不斷的進(jìn)行優(yōu)化，最后達(dá)到最優(yōu)值。結(jié)合此懸架模型以及上述優(yōu)化分析的理論基本，先要建立設(shè)計變量，創(chuàng)立的設(shè)計變量如表4-1所示。表4-1 創(chuàng)立的設(shè)計變量變量名稱代表的幾何參數(shù)單位原則值設(shè)計取值范疇DV1主銷長度毫米330310350DV2主銷內(nèi)傾角度10515DV3主銷后傾角度2.506DV4上橫臂長度毫米350300400DV5上橫臂在橫向平面的傾角度11815DV6上橫臂水平斜置角度5010DV7下橫臂長度毫米500480550DV8下橫臂在橫向平面的傾角度9.5515DV9下橫臂水平斜置角度10515圖4.1 創(chuàng)立設(shè)計變量對話框4.2 將設(shè)計點參數(shù)化 由于系統(tǒng)需要不斷的修改模型的幾何參數(shù)來尋找最佳值，因此一方面需要把設(shè)計點參數(shù)化，設(shè)計點的初始位置見前面的表4-1所示。將設(shè)計點參數(shù)化的措施是在點編輯器中將設(shè)計點的坐標(biāo)用涉及設(shè)計變量的體現(xiàn)式來體現(xiàn)。 在設(shè)計點“UCA_outer“的X坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式： (.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_1*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*sin(.FRONT_SUSP.DV_2)。如圖4.2所示。圖4.2 函數(shù)編輯器 同樣的道理,在設(shè)計點“UCA_outer“的Y坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：(.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_1*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*cos(.FRONT_SUSP.DV_2) 在設(shè)計點“UCA_outer“的Z坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：(.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z+.FRONT_SUSP.DV_1*sin(.FRONT_SUSP.DV_3) 在設(shè)計點“UCA_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_4*cos(.FRONT_SUSP.DV_6)*cos(.FRONT_SUSP.DV_5) 在設(shè)計點“UCA_inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_4*cos(.FRONT_SUSP.DV_6)*sin(.FRONT_SUSP.DV_5) 在設(shè)計點“UCA_inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_z+.FRONT_SUSP.DV_4*sin(.FRONT_SUSP.DV_6) 在設(shè)計點“LCA_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_7*cos(.FRONT_SUSP.DV_9)*cos(.FRONT_SUSP.DV_8) 在設(shè)計點“LCA_inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_7*cos(.FRONT_SUSP.DV_9)*sin(.FRONT_SUSP.DV_8) 在設(shè)計點“LCA_inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z-.FRONT_SUSP.DV_7*sin(.FRONT_SUSP.DV_9) 在設(shè)計點“knuckle_inner“的X坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+109*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*sin(.FRONT_SUSP.DV_2) 在設(shè)計點“knuckle _inner“的Y坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+109*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*cos(.FRONT_SUSP.DV_2) 在設(shè)計點“knuckle _inner“的Z坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z+109*sin(.FRONT_SUSP.DV_3) 在設(shè)計點“knuckle _ outer “的X坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_x-254*cos(0.2d)*cos(1d) 在設(shè)計點“knuckle _ outer “的Y坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_y-254*cos(0.2d)*sin(1d) 在設(shè)計點“knuckle _ outer “的Z坐標(biāo)欄中輸入體現(xiàn)式：.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_z-254*sin(0.2d)完畢以上的函數(shù)輸入后，按列表編輯器的“OK“，將設(shè)計點進(jìn)行參數(shù)化。4.3 將物體參數(shù)化 在修改圓柱體的對話窗口中，將圓柱體的長度設(shè)立為變量“DV_1“。 同樣，將上橫臂的圓柱體長度設(shè)立為變量“DV_4“，將下橫臂的長度設(shè)立為“DV_7將拉臂的圓柱體長度設(shè)立為：SQRT(.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_x-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_x)*2+(.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_y-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_y)*2+(.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_z-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_z)*2)。如圖4.3所示。 通過以上環(huán)節(jié)，對受設(shè)計點參數(shù)化影響的主銷、上橫臂、下橫臂和拉臂的長度進(jìn)行了參數(shù)化。圖4.3 函數(shù)編輯器 參數(shù)化幾何體是指將幾何體的參數(shù)用涉及設(shè)計變量的體現(xiàn)式體現(xiàn)，這樣設(shè)計變量的變化就可以驅(qū)動幾何體尺寸特性的變化。5 定制界面 為了以便修改前懸架的幾何參數(shù)，本章將在對話框中直接對懸架的幾何構(gòu)造參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，在優(yōu)化設(shè)計完畢后可以根據(jù)實際需要對優(yōu)化仿真的成果進(jìn)行微調(diào)，從而以便的擬定最后的模型參數(shù)。5.1 創(chuàng)立修改參數(shù)對話窗 同模型對象同樣ADAMS中大部分的窗口 、菜單或?qū)υ捒虻冉缑娑即鎯υ谀Ｐ偷臄?shù)據(jù)文獻(xiàn)庫的子系統(tǒng)中。在本模型中將懸架的幾何參數(shù)化之后，可以通過創(chuàng)立對話框的方式，在對話框中直接對懸架的幾何構(gòu)造參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，在優(yōu)化設(shè)計完畢后可以根據(jù)實際需要對優(yōu)化仿真的成果進(jìn)行微調(diào)，從而以便的擬定最后的模型參數(shù)。 整個創(chuàng)立過程如圖5.1創(chuàng)立新對話窗窗口、5.2修改滑動條的大小和位置、5.3輸入滑動條的取值及其范疇、5.4輸入命令以及5.5(5.6、5.7)新建的對話窗。圖5.1 創(chuàng)立新對話窗窗口圖5.2 修改滑動條大小和位置圖5.3 輸入滑動條的取值及其范疇圖5.4 輸入命令 創(chuàng)立好的修改主銷參數(shù)對話窗如圖6.5所示。圖5.5 修改主銷參數(shù)對話窗圖5.6 修改上橫臂參數(shù)對話窗圖5.7 修改下橫臂參數(shù)對話窗5.2 修改菜單欄 在“menu1 help”前面加入下列命令如圖5.8所示.圖5.8編輯菜單命令 輸入圖中命令后就可以打開它們相應(yīng)的對話窗，以修改懸架的幾何參數(shù)。5.3 本章小結(jié) 在本模型中將懸架的構(gòu)造幾何參數(shù)化之后，通過創(chuàng)立對話框的方式，在對話框中直接對懸架的幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。以便了懸架的調(diào)在優(yōu)化設(shè)計完畢根據(jù)實際需要對優(yōu)化仿真的成果進(jìn)行微調(diào)，從而以便的擬定最后的模型參數(shù)。6 優(yōu)化前懸架模型6.1 定義目的函數(shù) 在模型中，由于我們是要盡量減小輪胎接地點的側(cè)向滑移量，因此選定目的函數(shù)的時候，我們選擇車輪接地點的側(cè)向滑移量值的絕對值作為分析目的，系統(tǒng)將對此目的進(jìn)行優(yōu)化計算，找到最優(yōu)值。目的函數(shù)的定義措施與其她測量函數(shù)的定義措施同樣，目的函數(shù)通過如下體現(xiàn)式來定義：ABS(.FRONT_SUSP.sideways_displacement) 系統(tǒng)生成目的函數(shù)“object_fun”的曲線窗口，點擊仿真按鈕，可以看到目的函數(shù)的值始終為正數(shù)。如圖6.1所示。圖6. 目的函數(shù)曲線6.2 優(yōu)化模型 在開始優(yōu)化模型之前，還需要對優(yōu)化選項進(jìn)行設(shè)立。我們的設(shè)計目的是要將上述目的函數(shù)的最大值盡量減小，然后通過對前面定義的DV_4 、DV_、DV_、DV_不斷的進(jìn)行修改，然后計算此目的函數(shù)，使其達(dá)到最優(yōu)。優(yōu)化的設(shè)計變量為 “.FRONT_SUSP.DV_4、.FRONT_SUSP.DV_5、.FRONT_SUSP.DV_7、.FRONT_SUSP.DV_8”優(yōu)化的目的為目的的最小值，選擇和輸入選項如圖6.2所示。圖6.2 優(yōu)化設(shè)計變量對話窗6.3 察看優(yōu)化成果 優(yōu)化完畢后系統(tǒng)彈出顯示優(yōu)化成果的信息窗口，如圖6.3所示。圖6.3 信息窗口 由優(yōu)化成果可以看出：本來上橫臂長度（346mm）、上橫臂在汽車橫向平面的傾角（11度）、下橫臂長度（500mm）、下橫臂在汽車橫向平面的傾角（9.5度）的值最后優(yōu)化為341.02mm（-1.44%）、11.814度(+7.4%)、502.32mm（+0.46%）和6.0553度（-36.3%）。車輪接地點的側(cè)向滑移量由初始的19.6152mm下降為4.6763mm（-76.2%），大大地減少了輪胎的磨損狀況。 系統(tǒng)總共進(jìn)行了5次迭代，每次迭代后，目的函數(shù)的變化狀況可以從圖6.4曲線中直觀的反映出來。 圖6.4 目的函數(shù)的優(yōu)化成果 此外還可以看到優(yōu)化后來的主銷內(nèi)傾角的變化曲線如圖6.5所示。圖6.5 優(yōu)化后的主銷內(nèi)傾角變化曲線 主銷內(nèi)傾角的變化范疇為9.2度到14.3度，變化量為5.1度，變化范疇有所增大，但是還是在可以接受的范疇之內(nèi)。 優(yōu)化后來的主銷后傾角的變化曲線如圖6.6所示。 圖6.6 優(yōu)化后的主銷后傾角變化曲線 主銷后傾角的變化范疇為3.85度到5.65度，變化量為1.8度，變化范疇有所減小，但是還是在可以接受的范疇之內(nèi)。 優(yōu)化后來的前輪外傾角的變化曲線如圖6.7所示。圖6.7 優(yōu)化后的前輪外傾角變化曲線 前輪外傾角的變化范疇為-3.15度到2.2度，變化量為5.35度，變化范疇有所增大，但是還是在可以接受的范疇之內(nèi)。 優(yōu)化后來的前輪前束角的變化曲線如圖6.8所示。圖6.8 優(yōu)化后的前輪前束角變化曲線 前輪前束角的變化范疇為-1.3度到0.5度，變化量為1.8度，變化范疇有所增大，但是還是在可以接受的范疇之內(nèi)。 優(yōu)化后來的車輪接地點的側(cè)向滑移量的變化曲線如圖6.9所示。圖6.9 優(yōu)化后的車輪接地點的側(cè)向滑移量的變化曲線 車輪接地點的側(cè)向滑移量的變化范疇為0mm到4.68mm，變化量為4.68mm，變化范疇大大的減小，提高了汽車的舒服性、平順性、穩(wěn)定性以及提高了輪胎的使用壽命。 6.4 本章小結(jié) 本章建立了目的函數(shù)，“object_fun”，并對函數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，最后生產(chǎn)曲線，通過對數(shù)據(jù)的前后對比，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后車輪的接地點側(cè)向滑移量大大的減小，有效的提高了汽車穩(wěn)定性、平順性、舒服性以及避免了輪胎的磨損。 本文總結(jié) 本次設(shè)計通過給定設(shè)計點創(chuàng)立前懸架模型、測試前懸架模型、細(xì)化前懸架模型、優(yōu)化前懸架模型、定制界面等一系列過程，先得到一組測量曲線，通過度析比較這些曲線的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)車輪接地點的側(cè)向滑移量變化范疇很大，嚴(yán)重了影響了汽車的穩(wěn)定性、平順性、舒服性和車輪的輪胎使用壽命，因此把目的函數(shù)設(shè)定為車輪接地點的側(cè)向滑移量，針對車輪接地點的側(cè)向滑移量進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，設(shè)計變量為DV_4、DV_5、DV_7、DV_8。在后解決模塊中將目的函數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化得到使車輪接地點的側(cè)向滑移量最小的一組數(shù)據(jù)。成果上橫臂長度、上橫臂在汽車橫向平面的傾角、下橫臂長度、下橫臂在汽車橫向平面的傾角的值最后優(yōu)化為341.02mm、11.814度、502.32mm和6.0553度。車輪接地點的側(cè)向滑移量由初始的19.6152mm下降為4.6763mm，車輪接地點的側(cè)向滑移量大大減少，減小了車輪的磨損，更好的保護(hù)了汽車，提高了汽車的乘坐舒服性、穩(wěn)定性，可靠性。為汽車懸架的運動學(xué)分析提供了有利的協(xié)助。致 謝通過近半年的學(xué)習(xí)和設(shè)計，我的畢業(yè)設(shè)計接近尾聲，其中的辛苦和付出諸多，中間遇到過許多難題，但是有教師、同窗、朋友在身邊的鼓勵和協(xié)助，使我滿懷感謝與動力，真難以想象沒有你們的支持如何完畢，在此感謝你們的協(xié)助。一方面我要感謝的就是我的指引教師梁繼輝教師，從論文的選題到最后的定稿，多次詢問我的進(jìn)度和問題，并給我悉心的指引與協(xié)助，幫我開拓研究思路，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，對我規(guī)定很嚴(yán)格，并且時刻監(jiān)督我，讓我沒有松懈的心態(tài)，對我有很大的協(xié)助。梁教師嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，誨人不倦的精神，一絲不茍的作風(fēng)不僅授我以文，也教我做人，這四年中對梁教師布滿了感謝之情。第二感謝我的大學(xué)教師，你們把知識毫無保存的奉獻(xiàn)給我們，為我們的專業(yè)打下良好的基本，讓我們在后來的工作中受益匪淺。第三我要感謝一起學(xué)習(xí)的同窗們，人們在一起做畢業(yè)設(shè)計的時候，遇到問題一起討論，人多力量大，問題就會迎刃而解。緊張之余也緩和了心態(tài)，氛圍也很融洽。最后感謝的就是答辯組的教師，在期中檢查時給我提供的建議，對我后來程序的完善有很大的協(xié)助。畢業(yè)設(shè)計的順利完畢對我的意義很重大，影響深遠(yuǎn)。是一次能力的培養(yǎng)，知識的擴(kuò)展，思維的開拓。為后來的工作和研究打下堅實的基本。參照文獻(xiàn)【1】 陳家瑞. 汽車構(gòu)造. 第三版. 機(jī)械工業(yè)出版社【2】 余志生. 汽車?yán)碚? 第三版. 機(jī)械工業(yè)出版社【3】 王望予. 汽車設(shè)計. 第三版. 機(jī)械工業(yè)出版社【4】 李軍. 邢俊文. 譚文杰. ADAMS實例教程. 北京理工大學(xué)出版社. 【5】 劉惟信. 汽車設(shè)計. 清華大學(xué)出版社【6】 鞏云鵬. 田萬祿. 張祖立. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計. 東北大學(xué)出版社【7】 孫志禮. 冷興聚. 魏延剛. 機(jī)械設(shè)計. 東北大學(xué)出版社【8】 吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室. 汽車設(shè)計. 機(jī)械工業(yè)出版社【9】 汽車工程手冊. 人民交通出版社【11】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/View Documentation【12】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/Car Documentation【13】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/Solver Documentation附錄A 漢語原文 摘 要 本文重要研究輕型汽車前獨立懸架的設(shè)計分析措施以及輪胎磨損與懸架運動、前輪定位參數(shù)的關(guān)系。 一方面對雙橫臂獨立懸架的各重要構(gòu)成部件如減振器的選型設(shè)計、橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計校核、扭桿彈簧設(shè)計以及對雙橫臂式和麥弗遜式獨立懸架的運動進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的計算措施，編制了一套具有一定實用價值的前獨立懸架設(shè)計分析軟件。并且采用前輪定位儀，進(jìn)行了實驗驗證。 論文對雙橫臂獨立懸架參數(shù)提出以減小輪胎磨損為優(yōu)化目的，進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。提出了通過優(yōu)選、調(diào)節(jié)懸架初始位置狀態(tài)，以及優(yōu)化擬定轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點位置的措施，來減小輪胎磨損。同步采用正交實驗的措施分析了雙橫臂獨立懸架各構(gòu)造參數(shù)和安裝參數(shù)對懸架性能和輪胎磨損的影響，擬定出最大的影響因素及次要因素。 然后從輪胎模型入手分析前輪定位參數(shù)同輪胎磨損的關(guān)系。以輪胎磨損能量作為評價指標(biāo)，選用刷子輪胎模型，對輪胎在穩(wěn)態(tài)縱滑狀態(tài)下、穩(wěn)態(tài)縱滑側(cè)偏狀態(tài)下和邊界條件下的輪胎磨損進(jìn)行了分析研究，擬定了量化模型。并以輪胎側(cè)偏角為中間變量，建立了前輪定位參數(shù)同輪胎磨損之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了計算機(jī)仿真計算。從而可對懸架進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計，以減小對輪胎磨損的影響，提高車輛的行駛性能和使用經(jīng)濟(jì)性。核心詞：汽車；獨立懸架；輪胎磨損；定位參數(shù) 懸架系統(tǒng)原理 懸架系統(tǒng)雖不是汽車運營不可或缺的部件，但有了它人們可以獲得更佳的駕駛感受。簡樸的說，它是車身與路面之見的橋梁。懸架的行程波及到懸浮于車輪之上的車架，傳動系的相對位置。就像橫跨于舊金山海灣之上的金門大橋，它連接了海灣兩側(cè)。去掉汽車上的懸架就像是你做一次冷水潛泳通過海灣同樣，你可以平安的渡過整個秋天，但會疼痛會持續(xù)幾周之久。想想滑板吧！它直接接觸路面你可以感受到每一塊磚，裂隙及其撞擊。這簡直就是一種令人全身都為之震顫的體驗。當(dāng)輪子滑過路面時，就會在此產(chǎn)生震動，沖擊，這種震動的路程時對你的身體和勇氣的檢查。如果你沒感到隨時均有被掀翻之勢，那么你或許會樂在其中吧！這就是你會在沒有懸架的汽車上將會體驗到的。汽車的懸架分為兩種基本類型：整體和獨立懸架。 整體懸架（也叫剛性梁，剛性軸）是聯(lián)接車輛上下兩部分的一種重要形式。正如其名，它是用一根金屬材料軸，來連接兩側(cè)車輪的。鋼板彈簧在車架之下；在兩半軸中間裝有差速器，容許兩側(cè)的輪子以不同的角速度旋轉(zhuǎn)。 整體式懸架的車輛在行進(jìn)中，由于兩側(cè)的車輪共用一根周因此，當(dāng)某一側(cè)車輪跳動時另一側(cè)也會隨之運動。它們的反饋成果就像是一種整體。可以想像的到，這不也許有舒服的駕駛體驗的。 雖然可以借助于彈簧來衰減劇烈的震動，但仍然存在較強(qiáng)的震動。那么，既然如此為什么還要用這種懸架呢？第一，它很結(jié)實，由于采用了一體化的構(gòu)造，固定軸式懸架系統(tǒng)具有著其她方式懸架不可替代的承載能力。它們常常應(yīng)用于行駛于較差路況的車輛。你可以在卡車和重載車輛上見到它。 一種由固定軸式懸架變形系統(tǒng)叫做TIB懸架系統(tǒng)（或叫半固定軸式）。在這種構(gòu)造中，有兩根剛性軸而非一根。這種設(shè)計可兼得較大的剛性和較好的韌性，一般用于輕卡的前懸。 此外一種基本構(gòu)造是叫做獨立懸架的系統(tǒng)。想它的名字同樣，它是由兩個獨立存在的“橋”分別連接兩側(cè)的車輪。到目前為止，這種構(gòu)造可以提供最舒服的乘坐環(huán)境，多見于乘用車，小型貨車和其她的小型車輛。這是目前較為流行的一種懸架系統(tǒng)。如果你喜歡較軟的懸架，那么獨立懸架無疑是最佳選擇。除了軸，車輪，輪胎，今天的懸架系統(tǒng)使用的兩個重要部件是彈簧和減震器，以增強(qiáng)車輛的安全和舒服性。彈簧： 在一輛車上彈簧是懸架系統(tǒng)的重要部件。有集中不同的彈簧，例如扭桿彈簧，但幾乎所有的車輛都采用螺旋彈簧來構(gòu)成四輪獨立懸架系統(tǒng)。許多卡車也用螺旋彈簧，而重載卡車則使用 彈簧安裝于其后懸。 彈簧可以減緩和儲存來自路面的振動，沖擊等能量。它通過壓縮和伸展來衰減振動。當(dāng)一輛車子的某一種輪子遇到一種凸起而向上跳動時，彈簧就會衰減額外的能量。以此來保證能量傳遞的連貫性，在此過程中保證車輪始終與路面保持接觸。 彈簧壓縮或伸展量的大小是由“彈簧剛度”決定的。彈簧剛度以每英寸的變形量是由多少載荷所引起來表達(dá)的。例如,1 inch/pound,因此200磅的負(fù)荷可以產(chǎn)生2 inch的變形量。彈簧變形量是由諸多的因素決定的。對于螺旋彈簧而言，涉及有效圈數(shù)，彈簧中徑，彈簧鋼絲直徑。有效圈數(shù)越少，剛度越小。彈簧的設(shè)計影響到車輛的舒服性與操縱穩(wěn)定性。由于彈簧衰減了大部分的能量，因而可以提供較好的駕駛環(huán)境。畢竟它可以衰減由于路面產(chǎn)生的能量。但總會有工程互換的。這種彈簧會使車輛的重心較高，從而在輪子跳動時導(dǎo)致不穩(wěn)定工況。這種工況的產(chǎn)生是由于彈簧的壓縮和伸展的量不同而引起的。車身的“