某轎車麥弗遜式懸架設計及校核,轎車,麥弗遜式,懸架,設計,校核 畢 業(yè) 設 計（論 文） 設計(論文)題目： 某轎車麥弗遜式懸架設計及校核 　　　　　　　　 學生姓名： 二級學院： 班　　級： 提交日期： 目錄 目 錄 摘 要 III Abstract IV 1 緒 論 1 1.1 課題背景和意義 1 1.2 懸架的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 1 1.3 懸架的發(fā)展趨勢 2 1.4 課題主要內(nèi)容和研究目的 3 2 懸架結構方案分析 4 2.1懸架總成分析 4 2.2 獨立懸架優(yōu)缺點分析 5 2.3 麥弗遜懸架結構及特性分析 5 3 麥弗遜獨立懸架設計 7 3.1 麥弗遜獨立懸架設計概述 7 3.2 麥弗遜懸架設計的原始數(shù)據(jù) 7 3.3 麥弗遜懸架的結構分析 8 3.4 懸架的彈性特性設計 9 3.5 懸架撓度的設計 10 3.6 懸架彈性元件設計 11 3.7 導向機構設計 14 3.8 減振器的設計 19 3.8 橫向穩(wěn)定器 22 3.9 懸架結構元件 22 4 前輪定位參數(shù) 25 4.1 主銷后傾角 25 4.2 主銷內(nèi)傾角 27 4.3 前輪外傾角 28 4.4 前輪前束 29 5 麥弗遜懸架其他零件的建模及圖紙 31 5.1 車輪的建模 31 5.2 螺旋彈簧二維圖 32 5.3 減振器二維圖 32 5.4 三維總裝配圖 33 5.5 總二維圖 33 6 基于CAE的懸架仿真分析 34 6.1 減震器CAE分析 34 6.2 彈簧CAE分析 37 7 設計總結 41 參考文獻 42 致 謝 43 IV 摘要 某轎車麥弗遜式懸架設計及校核 摘 要 懸架是車身和車軸的連接部件。其關鍵任務是車輪與車架相互的力與力矩的傳送；減輕路面對車架造成的沖擊，削弱承載系統(tǒng)的振動，確保汽車行進平穩(wěn)而順利。 本設計在研究了懸架歷史并對比了各類型懸架的優(yōu)缺點之后，進行了某轎車麥弗遜前懸架設計，包含懸架型號的選擇、減振器參數(shù)推算及型號選用、彈性元件的遴選和橫向穩(wěn)定桿的設計，利用計算機輔助設計軟件繪制設計裝配圖和主要零件圖。最后利用計算機仿真軟件建立主要零件的有限元模型，對其進行仿真分析及應力校核，結果證明設計合理可行。 關鍵詞：懸架；麥弗遜式；計算機輔助設計；有限元分析 Abstract The design and check of the Macpherson suspension of a certain car Abstract Suspension is body and axle connecting parts. The key task is the wheels and the frame of mutual force and torque transmission, reduce road in the face of frame caused by the impact, weakening of the bearing system vibration, to ensure that the car is moving smoothly and successfully. This design after the suspension history and compare the advantages and disadvantages of various types of suspension, a McPherson front suspension design, including suspension types, the damper parameter estimation and model selection, the elastic element selection and the horizontal stabilizer bar design, the use of computational computer aided design software design of assembly drawing and the main parts of the map drawing. Finally, the computer simulation software to establish the finite element model of the main parts, the simulation analysis and stress checking. The results show that the design is reasonable and feasible. Key words: Suspension; McPherson; Computer aided design;Finite element analysis 第1章 緒論 1 緒 論 1.1 課題背景和意義 據(jù)中國汽車協(xié)會發(fā)表的一則新聞，已經(jīng)過去的一年我們國家的汽車產(chǎn)量為2450.33萬比14年增長3.25%，銷量為2459.76萬比前一年增長4.68％。盡管該結果可看出增長速度和前年比略微下降，降低4.01與2.18個百分比，不過追溯到13年我們轎車產(chǎn)量和銷量接連三年大于2000萬，且在這一年獲得世界汽車史上最佳業(yè)績接連七個年頭折桂，十分可喜。個中我們自己生產(chǎn)的乘用車在行業(yè)內(nèi)的好口碑與新能源汽車賣得風生水起的表現(xiàn)，儼然讓我們從事汽車行業(yè)的從業(yè)人員欣喜，對我國轎車市場的長足進步與發(fā)展深感激動。 現(xiàn)在，我們國家已經(jīng)是全球轎車生產(chǎn)翹楚，往生產(chǎn)強國過渡是當務之急。要想成為全球汽車強國務必滿足三個標準，一是要擁有富有國際競爭力的聞名全球的世界級企業(yè)和品牌；二是要積極運用2個種類能源，開拓兩大行銷區(qū)域，也要能夠獲得國際市場地認可與好評；三是掌握焦點技術和新技術的行業(yè)風向，為世界汽車行業(yè)的進步起推動作用，同時在這一過程當中，積極自主創(chuàng)新，兼收并蓄，實現(xiàn)共贏。為了滿足這三個條件，兼并重組勢在必行，自主品牌汽車將成為出口的主力，也將成為中國汽車業(yè)做大做強的基石，另外為實現(xiàn)這一目標，中國必將扶持自主開發(fā)，鼓勵轎車制造商加大鉆研探索和科技革新得力度，努力研發(fā)帶有我們自己國家特色得汽車，倡導大牌營銷策略。在這種大行情下，自己研發(fā)的轎車產(chǎn)品所霸占的車市額度將穩(wěn)步提升。我們自己轎車的探索研究始于基礎構件。 懸掛通過彈簧、減振器與導向結構配合起來完成工作。此外，還輔有橫向穩(wěn)定器和緩沖塊。彈簧、橡膠緩沖塊等是典型得彈性元件，作用為接受與傳送豎直方向受力，減緩路況不佳造成得振動。減振裝置有減振器、緩沖塊等，用來吸收一部分沖擊能量，快速衰減振動[2]。桿件是導向機構的基本組成，對車輪相對車架運動起導向和控制作用。絕大部分汽車里，為了保證車子即將轉彎的時候保持好自己地穩(wěn)定，懸掛使用橫向穩(wěn)定器，配合彈簧工作。轎車中使用緩沖塊，防止懸架過分損壞。 懸架也被列入轎車技術標準表，是評價車子性能的不可或缺的標準。乘客不良反應的減輕可以通過懸架系統(tǒng)緩解路面沖擊來實現(xiàn)。優(yōu)秀的懸架系可以很好地表現(xiàn)彎道性能。懸架具有的避震性能能夠盡可能將汽車保護的很完好，降低花費的維修成本。懸架對于汽車的意義不言而喻。雖說時代在進步，技術在進步，我們對于懸架先進性的探索仍需繼續(xù)。 1.2 懸架的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 發(fā)達的科技是我們每代人的夢想。馬車作為交通樞紐的年代里，大家對乘坐要求有所提高，故而當時的科學家努力研究充當馬車懸掛的葉片彈簧。1776年，葉片彈簧收獲專利，風靡了一個多世紀后，螺旋彈簧登上歷史舞臺。更加方便的汽車出現(xiàn)后取代了馬車，隨著時代的發(fā)展，科技的進步，更多不同種類的彈簧諸如扭桿彈簧、空氣彈簧如雨后春筍紛紛涌現(xiàn)出來，讓人目不暇接。20世紀三十年代中期，聰明才智的科學家們創(chuàng)造了懸架史上的里程碑，創(chuàng)造了史無前例的螺旋彈簧被動懸架。其數(shù)據(jù)為固定值，由精益求精的設計得出。它整合了不一樣的無章路況，由于不能習慣，造成了減振性的缺失。解決這個問題，使用一種彈簧，其中它的剛度不是線性的。或者限制車高的途徑也能行得通。即使這樣有點用，但不能完全將它的缺陷克服。被動懸架被一些中低檔轎車接納。如今，汽車前懸掛常選取麥弗遜懸掛，后懸掛常選取復合縱擺臂懸掛與多連桿懸掛[8]。? 半主動懸架的探索追溯至1973年，由D.A.Crosby和D.C.Karnoop最早開始。半主動類型的懸掛主要調整懸掛地阻尼，不怎么會想到懸掛剛度波動帶來得影響。工作原理是：依據(jù)簧上質量對于車胎得速率感應、物體速度變化快慢地感應得反應信號，依照固有地規(guī)則調整彈性元件得阻力或剛度。它產(chǎn)生力地方法與其祖先被動懸掛差不多，不同點是阻尼、剛度指數(shù)隨工作狀況改變，恰恰與主動懸掛很像。分級類半主動懸掛，顧名思義，對阻尼實行劃分等級。阻尼級數(shù)通過駕車者自主進行確定或通過感應器感應確定；不分級類半自動懸掛，即根據(jù)當時情況對阻尼進行無級調整。補充一點，它具有結構不復雜的優(yōu)勢，無須耗費車子能源，且獲取和主動懸架差不多的效果，前景十分光明。? 伴隨汽車行業(yè)的蒸蒸日上，車速經(jīng)歷很大的飛躍，被動懸架的短板則絆住了想讓汽車更快速的我們，所以設計了性能十分全面的主動懸架。這一觀點是1954年大洋彼岸得通用公司研發(fā)懸掛時萌生而出。相比被動懸架的優(yōu)點是，多了控制剛度與阻尼的構件，保證懸架適應各種情況保持高性能?？刂破餍狄话惆ㄈ篌w系，丈量系統(tǒng)、反映控制系統(tǒng)、能量系統(tǒng) 。年后的十年時間，全球顯赫的汽車公司和廠家紛紛投入這種懸架的研發(fā)。Benz、Volvo、Lotus、Toyota一些外國公司有過結果相當喜人的實驗。配有主動懸架的汽車，不佳路況時，車身不會過分傾斜，減噪效果也很好，曲線行駛和剎車時不掉鏈子。優(yōu)勢為可給乘客很舒服的感覺，不過也有結構不簡單、消耗大、付出過高的缺陷。? 很多方面表明，中國轎車大多選取被動懸掛。半主動與主動懸掛得探索開始地不夠早，與其他國家無法相比。在西方，半主動懸架在1980年很普及了。福特與日產(chǎn)最早使用，取得極佳的成績，他國紛紛開始效仿。主動懸架隨概念的誕生很早，但因為控制繁雜，且與其他學科關聯(lián)過多，顯得難堪大用。1990年后的十年歲月，排量大的汽車會向其拋橄欖枝。我國對此的探索只僅限于零星的幾個機構，這些機構都比較有探索精神。 1.3 懸架的發(fā)展趨勢 隨著人們對汽車性能的日益高要求，安全、智能、環(huán)保的懸架將是大勢所趨。 被動懸架的剛度與阻尼是無法變化的。根據(jù)隨機振動學說，它只可以在規(guī)定情況下收獲不錯的表現(xiàn)。不過它理論夠老道、組成不復雜、功能強大、付出不高且不用很多能源的特點抓住了制造商的心。在內(nèi)地，研究的人還是挺多的。對被動懸掛得探索主要包括三分支：分析所受的各種力，建模，再采取電腦simulation技術或有限元軟件分析得出最適合得數(shù)據(jù)。鉆研的減振器彈簧剛度能調，阻尼能變，懸架無論何種情況都能具備絕佳的狀態(tài)；鉆探導向結構，可以讓懸掛兼顧轎車平穩(wěn)與安全，一舉兩得，十分巧妙。 半主動懸架的探索集結于兩方向：執(zhí)行策略和執(zhí)行器。阻尼能變化得減振裝置最常見有兩個變阻尼方式，第一種為調整節(jié)流孔孔徑；二為調節(jié)減震液粘性[3]。節(jié)流孔孔徑常經(jīng)電磁閥或者步進電機有無級地調控，但付出過大，組成不簡單。第二種方法，因為其組成不復雜、付出不大、安靜和平穩(wěn)的優(yōu)勢，成為這一行業(yè)的主流。? 主動懸架鉆研也聚集于兩個方向：可靠性、執(zhí)行器。主動懸掛選取很多的基本結構諸如很多sensor、單片機、輸入輸出電路與不同接口，促使可靠性的打折。因此，強化集成度，是無法逃避的一階段。執(zhí)行器探索大多為電動原件換掉液體原件。應用電磁存儲能源理論，加上數(shù)據(jù)預估自動校準操控器，有望開發(fā)出高技能低能耗得電磁蓄能式自動適應主動懸掛，使主動懸架由理論研究轉化為實際[1]。 1.4 課題主要內(nèi)容和研究目的 1.?依照標準和原始尺寸對懸掛中彈簧、減振器、橫向穩(wěn)定桿進行設計計算和可行性校核。?? 2.?利用空間坐標交換規(guī)律與空間剛體運轉學理論，經(jīng)由對懸掛的精簡和抽象，把具體物體模子轉變?yōu)榭梢云饰龅奈锢砟Ｗ优c數(shù)學模子。????? 3.?用Hypermesh進行分析。? 4.?研究目的是加深對于汽車零部件設計方面的理解，為以后從事汽車行業(yè)打下良好的基礎。 44 第2章 懸架結構方案分析 2 懸架結構方案分析 2.1懸架總成分析 懸架作為汽車必要的組成部分，是完成車架和車軸間的聯(lián)接的裝置，其最大功效為推送包括支持力、剎車力在內(nèi)的大部分力和力矩。同時做到減少不佳路況對車子的性能速度影響、削弱震蕩加強車子平衡性、確保乘坐過程不出現(xiàn)嘔吐等不好的用戶體驗、降低整體的負重。常見懸掛結構件包含彈性元件、減振器與導向機構，3者相輔相成相互配合發(fā)揮各自緩和沖擊、減弱振動、傳送力得功效。絕大多數(shù)懸架基本具有螺旋彈簧和減振器兩個結構，不過不一樣種類的懸架的導向機構區(qū)別卻不是很小，這也使之成為懸架之間特性最不相同的的核心組成。依據(jù)導桿機構得類型、組成特征，汽車懸架被劃分成兩個類別：非獨立懸掛與獨立懸掛[9]。 懸架將車架和車軸巧妙地連接上，它影響到汽車的不少行駛特性，作為汽車最不可或缺的三個成部分中的一個（另外兩個就是：發(fā)動機和變速箱）。依據(jù)組成剖析懸架，懸架只包含很多桿、筒和彈簧等不是很復雜的元件。不過懸掛卻為一十分不容易做到盡善盡美得轎車組成，原因是它要使駕駛員操作安全有保障的同時，也要同時讓乘員在車上不會不舒服 ，不過二者恰恰互相背離無法同時實現(xiàn)。為達到標準要求的舒適性，要能夠做到大幅度削減汽車的振動，這就要求設計的彈簧不是很硬質，不過滿足這一條件時卻不難讓轎車產(chǎn)生制動“點頭”、加快速度“抬頭”和劇烈側傾趨向，給轉向的駕駛員帶來不小風險，極易發(fā)生不該有的悲劇。 懸架組成雖簡單不過數(shù)據(jù)的選擇卻十分不簡單，制造商為達到汽車的舒適性的時候，同時兼顧操縱穩(wěn)定性的話需要付出不小的代價。對待問題各個制造商有自己獨特的想法和解決對策。因而應運而生出國內(nèi)當下最為普及的五大懸架：麥弗遜式獨立懸架、雙叉臂式獨立懸架、單縱臂扭桿梁類半獨立懸掛、連桿支柱型獨立懸掛、多連桿獨立懸掛[10]。 圖2.1 懸架圖 2.2 獨立懸架優(yōu)缺點分析 獨立懸架的優(yōu)點是：簧下質量?。粦壹苷加玫目臻g?。凰膹椈蓛H僅支撐豎直方向受力，因此選擇剛度不大得彈性原件，讓車子搖擺振動慢下來，讓車子平穩(wěn)順利地前行；因為配備的斷開式車軸的緣故，能使發(fā)動機所處位置低下來，車子質心位置低下來，達到同樣的目的；左、右車輪的運動是相互獨立，即與彼此無關的，這就保證了車身的平穩(wěn)，同時在很顛簸的路況下依舊保持非常不錯的抓地力；獨立懸掛會包含很多企劃給開發(fā)者選擇，來達到不一樣的開發(fā)標準。獨立懸架的短板在于組成相對不夠簡單，付出很多，出現(xiàn)故障解決起來很麻煩。該類型懸掛常常適用于乘用車以及一些總重挺小得商務用車。 2.3 麥弗遜懸架結構及特性分析 麥弗遜懸掛為當代各國尤其受歡迎得前懸掛中得一個。 它基本包括螺旋彈簧、減振裝置、三角形下擺臂，相當多的汽車另外添加橫向穩(wěn)定器。簡而言之大概組成即為螺旋彈簧套與減振裝置相互配合。減振器能基本保證螺旋彈簧受力時不偏離太多位移，限制彈簧僅可以在縱向平面內(nèi)進行位移，并能以減振器的所作位移大小和松弛壓縮程度，來調節(jié)懸架的硬度和性能。 麥弗遜懸掛普遍應用于中小類型汽車，作為這些汽車得前懸掛以供使用。國外品牌如Porsche911，國內(nèi)品牌包括國產(chǎn)Audi、Santana、夏利、富康在內(nèi)得前懸掛都選取麥弗遜懸掛。即使麥弗遜懸架在性能上和其他更高技術含量的懸架也有一定差距，不過它講真是一款歷久彌新經(jīng)得起考驗的獨立懸架，對不同的路況都可以很從容應對。 圖2.3麥弗遜懸架 結構特性：側傾中心高度較高；輪胎相對車身運動時輪胎定位數(shù)據(jù)得波動不是很大；輪距變化小；懸架側傾角剛度較大；橫向剛度大；占用的空間尺寸小；結構簡單緊湊。 第3章 麥弗遜獨立懸架設計 3 麥弗遜獨立懸架設計 3.1 麥弗遜獨立懸架設計概述 對麥弗遜懸掛進行設計時，切記務必深入了解麥弗遜懸掛具有得最大特征，比方側傾中心高度相對很高；輪胎相對車身運動時輪胎定位數(shù)據(jù)波動很小；輪距變化很小；懸掛側傾角剛度很高，橫向穩(wěn)定器就沒有使用的必要了；橫向剛度大；占用空間??；結構簡單緊湊等，對懸架進行針對性的設計。切記要搞明白很多重要數(shù)據(jù)以及所有之間得互相聯(lián)系。才能一步步地平穩(wěn)進行。? 麥弗遜懸架所要滿足的設計標準如下：? 1）確保車子行駛時平穩(wěn)安全、駕駛員駕駛方便不出紕漏。?????? 2）具有合適的衰減振動的能力。??????? 3）汽車剎車或超車時，要確保車身穩(wěn)穩(wěn)當當，縱向傾斜盡量避免，轉向時車身側傾角度合理。? 4）擁有良好的隔聲能力。? 5）結構緊湊、占用空間尺寸小。? 6）放心地傳送前進過程之中極大多數(shù)力與力矩，懸掛基本組成件要求質輕且使用持續(xù)時間強度都能達到使用要求。 為使汽車前進時保持順暢，規(guī)定包含簧上質量和彈簧構成得振動系得固定頻率不用特別特別高。前、后懸掛本身頻率得配合應該符合要求：前懸掛自身頻率略不比后懸掛高，盡可能保證車子（車身）不受到各種沖擊載荷。在簧上質量波動的時候，車身高度波動要不是很大。所以，這時候就有非線性線性彈性懸架的用武之地。? 要合理決定懸架實施方案和各個參數(shù)，在車輪縱向平面做位移時，使主銷定位角大小波動盡量小、車輪和導向機構二者的動作要和洽，保證前輪不發(fā)生振動；車子曲線行進的時候，轉彎性能可以稍微低一點。獨立懸掛導向桿系嚙合得地方一般都是橡膠襯套，作用是沖擊通過它時自動停下來，保護了車子。 3.2 麥弗遜懸架設計的原始數(shù)據(jù) 現(xiàn)該車基本配置如下： 表3.1基本配置 上市時間 車結構 門座三廂 車輛的級別 中型車 車身總質量(Kg) 車軸距（mm） 車輪距（mm） 1550/1520（前、后） 整車長度(mm) 整車寬度（mm） 車身高度（mm） 油箱容積 標準座位數(shù) 行李箱容積 引擎 ACTECO-SQR484F/直列缸雙頂置凸輪軸 變速器 檔手動 標準排量（cc） 燃油系統(tǒng) 電子燃油噴射式 極限功率(KW/rpm) 97/5750 極限扭矩（N·m/rpm) 170/4300-4500 驅動方式 前置前驅 制動器 碟式/碟式 轉向的助力 助力轉向式 懸架 前麥弗遜懸掛，/后 多連桿懸掛 輪轂尺寸 輪胎 215/60 R16 最小轉向半徑 最小離地間隙 接近角 3.3 麥弗遜懸架的結構分析 麥弗遜懸掛由多個零部件組成，所以采用空間結構剖析方法，把懸掛中得元件等效為剛體，探索懸架在空間中得運轉情況。 圖3.1為1/2麥弗遜懸掛等效結構圖，經(jīng)由圖中等效途徑，都能夠清楚看出：懸掛擺臂與轉向節(jié)相互得聯(lián)結經(jīng)由球副來等效；減振裝置外面得套筒與活塞得連接方式等效為一移動副；減振器得頂部支點與車子得連接等效為一旋轉副。麥弗遜懸掛則被想象為一個密封得三維構件。圖示可以使我們對懸架的分析變得簡單。 圖 3.2 麥弗遜懸架等效機構圖 3.4 懸架的彈性特性設計 懸架所受豎直方向力F和該方向力造成得輪胎中央和車子前進距離f（就是懸掛得扭曲程度）得聯(lián)系圖像，叫做懸掛得彈性特性。關系曲線切線的斜率即是懸架的剛度。? 懸掛得彈性特性包括線性特性與非線性性特性。當懸掛變形量f與豎直外力F二者成一個不變得數(shù)值波動時，曲線就是一根不彎曲得線，這時候就是線性特性，曲線斜率自然就是固定數(shù)值。反之，彈性特性如圖3.3所示。此時，剛度是不為固定值的，曲線特征是在滿載位置（圖3.3 懸架彈性特性曲線點8）周圍，剛度不大同時曲線波動也不大，說明汽車行駛很平穩(wěn)順利；距點8很遙遠的兩個端點處，曲線突然陡起來，曲線斜率變大。這樣的話，能在限定的動撓度取值區(qū)間力，收獲足夠的動容量，相比線性特性時收獲更多。懸掛得動容量是指懸掛始于不動負荷開始改變形狀，等懸掛所應允得極限變形位置所做得功。該數(shù)值變大，打穿緩沖塊得幾率就變低。 圖3.3 懸架彈性特性曲線 3.5 懸架撓度的設計 3.5.1 懸架靜撓度?的設計 懸掛靜撓度指車子滿負載停車情況下懸掛所支撐得負荷和懸掛剛度得比值，用公式表示為。 懸掛和其簧上質量構成得振動系得自有頻率，它作為車子前進平不平穩(wěn)順不順暢地重要因素的一個 。因當下車子前后質量比差不多為1，所以前后軸上方兩點的振動毫無關聯(lián)。所以，車子前車身得自有頻率N(也叫作偏頻)用式子3.1可以表達 （3.1） 式中，c為前懸架剛度（N/cm)；m為前懸架簧上質量（kg） 若懸掛是線彈性特性懸掛的時候，懸掛靜撓度即如式3.2所示 （3.2） 其中代表重力加速度，。 將代入式3.1得到 （3.3） 分析式（3.3）可知：車子震蕩得偏頻由懸掛靜撓度決定。故想要汽車行駛時平穩(wěn)順暢得到保障，務必選擇合理的懸架靜撓度。 滿足人們不一樣需要得車子，轎車順暢性得標準也區(qū)別很大。把載人當作主要用途得乘用車，標準最為苛刻。對于發(fā)動機排量不是很大小于等于1.6L的乘用車，前懸掛滿負載偏頻取值范圍則位于1.00到1.45（）之間。理論上來說若乘用車發(fā)動機排量大得話，懸掛得偏頻則呈反變化，此時滿負載前懸掛偏頻取值范圍為0.80到1.15（）之間。確定合適得偏頻之后，就能夠通過式（3.3）解出懸掛靜撓度大小。取偏頻反解式（3.3）可得 3.5.2 懸架動撓度的設計 懸掛動撓度，指從最大負荷靜平衡起始點準備懸掛壓縮到系統(tǒng)準許得極限變形（往往就是緩沖塊壓縮到它自由高度得1/2或2/3）的時候，輪胎中心對于車子（車身）得豎直運動距離。對懸架動撓度的要求是盡量大一點，這樣可以避免緩沖塊在不佳路況時受到?jīng)_撞。對乘用車，取7到9cm。由于車的類別是乘用車，所以懸架動撓度取值是8cm。 3.6 懸架彈性元件設計 3.6.1 螺旋彈簧設計? （一）螺旋彈簧分析 如今，轎車懸掛上選擇得彈簧大多是金屬型與非金屬型，其間金屬類型得包括螺旋彈簧、鋼板彈簧與扭桿彈簧（橫向穩(wěn)定機構）；非金屬類型諸如橡膠彈簧、空氣彈簧和油氣彈簧等等。不一樣地品種地彈性原件它們得組成特點和效果差別巨大，不過它得運行規(guī)律一模一樣，都是通過取材得彈性和組成特點完成機械能和變形能地互相傳遞。金屬型得彈簧轎車懸掛中也最廣泛使用。在很多汽車中，它們的前懸架基本都裝配螺旋彈簧。 螺旋彈簧得左右兩邊樣子同樣很發(fā)人深思，螺旋彈簧左右兩邊緣能夠被變細、并得很緊，沿90°切開、往里面掰彎，經(jīng)典結構就是下圖所展現(xiàn)，（a）圖表示彈簧兩個邊緣很細，也就是在制作彈簧前的準備工作是首先將鋼絲兩邊弄細，變細那塊長度在繞上差不多240°，末了厚度差不多是彈簧絲直徑得1/3，做好后尾部差不多緊緊貼住靠最近的那一周。必要時，兩端都要磨平。該種彈簧的優(yōu)點是成本相對低，占據(jù)垂直方向空間不大。最大得優(yōu)勢是是因為兩頭均十分平滑整齊，裝配時能夠隨便轉，導致設計時規(guī)定它得圈數(shù)能夠是隨便一個數(shù)值，沒必要局限于整數(shù)。不過缺點為將其變細得準備工作要求有針對工序與器械，變相地增長了開發(fā)費用。（b）為沿90度切開得類型，它得一頭緊貼產(chǎn)生和彈簧軸線成90度得二維空間。該類型結構得優(yōu)勢就是制作不困難，付出的比較少，不過劣勢為加大縱向尺寸與資源耗費，裝配的時候必須固定的方向同時要求和它相互配合得彈簧座，如果兩頭均沒有平整，那么糾正計劃的時候，彈簧得圈數(shù)務必以整數(shù)的倍數(shù)增加遞減。（c）兩頭往里面彎曲且產(chǎn)生和彈簧軸線成90度得面，該類型往往適用與彈簧座搭配發(fā)揮確定位置得功效，如果兩頭均往里面彎曲，那么就急須專業(yè)器械。 圖3.4 螺旋彈簧的端部結構 （二）螺旋彈簧的材料選擇 依據(jù)車輛需求的工作條件，我們選用60Si2MnA，先把它加熱成形，然后進行淬火﹑回火等處理。 （3） 彈簧參數(shù)的計算選擇 用表示軸向載荷，當 由于，所以 表示彈簧中徑；表示彈簧的許用應力，?。? C表示旋繞比，取； K表示曲度系數(shù)， 由上，取。 又，所以。 取彈簧有效圈數(shù) 彈簧剛度 式中，切變模量 代入上式得 （4） 其他參數(shù)計算 其他參數(shù)及建模如下： 表3.5 其他參數(shù)運算結果 彈簧的外徑 彈簧的內(nèi)徑 總圈數(shù) 節(jié)距 自由高度 壓拼高度 螺旋導角 展開長度 圖3.6 螺旋彈簧建模 3.7 導向機構設計 本人畢業(yè)論文確定得為 A類架導向機構，設計過程像下面所述。 （1） 側傾中心 麥弗遜懸掛得側傾中心由下圖得出，即為W點。 圖3.7 麥弗遜懸掛側傾中心理論圖 獨立懸架得側傾軸線是指前后側傾中心相連得一根線。側傾軸線的要求為盡最大可能與路面相平，同時離地面遠一點。平行的解釋為保證汽車位于彎路前進時前、后軸上得車輪負荷基本不變，以便維持中性轉彎；讓其盡量高一點目的是控制傾斜位于可控范疇之內(nèi)。設計導向機構時首先要計算出麥弗遜懸掛得側傾中心高度。 圖3.8 側傾中心示意圖 由圖3.8可得側傾中心為185.7mm，合格。 （2） 縱傾中心 如圖3.9，懸掛縱傾中心即為下圖中點O。 圖3.9 麥弗遜懸架縱傾中心理論圖 縱傾中心實際建模如圖3.10： 圖3.10縱傾中心 測得縱傾中心為244.9mm，合格。 （3） 懸架擺臂的定位角 我們將擺臂空間定位角分別規(guī)定為水平斜置角，懸架抗前俯角，懸架斜置初始角，像下圖3.11所示。 圖3.11 α、β、θ定義 （4） 導向機構受力分析 分析受力簡圖3.12可知：橫向力F3可根據(jù)布置尺寸求得： 由公式我們可以看出：當橫向力F3增大，F(xiàn)3f也將增大，這樣會降低轎車平穩(wěn)性。我們需要把G點延長至車輪里面，這樣不但能夠減小尺寸a，還能夠得到很小的主銷偏移距離。 圖3.12 受力簡圖 （5） 橫臂軸線布置方式的選擇 如圖3.13所示。這里O點是轎車縱向平面里的懸架相比車體擺動地運動順心。如果搖臂地-β’和γ相同時，主銷軸線跟著懸架移動做平移。此時，γ值是固定不變的。? 如果-β’和γ得配合讓運轉順心O相交在前車輪之后，懸掛擠壓過程中，γ表現(xiàn)出越來越大地趨勢。? 如果-β’和γ得配合讓運轉順心O相交在前車輪之前，懸掛擠壓過程中，γ表現(xiàn)出越來越小地趨勢。 為削減車子剎車時地縱向傾斜，大部分情況在懸掛擠壓過程主銷后傾角γ有增大得趨向。因此，在選擇參數(shù)β’時，應滿足運動瞬心O相交在前輪地后方的條件。 圖3.13 角變化示意圖 （6） 橫臂長度的確定 圖3.14是選取麥弗遜前懸掛得汽車實際測量地數(shù)據(jù)當作原始參數(shù)的運算成果 。從圖中不難得出，橫臂越長，By曲線愈加平緩，這有助于增大車胎得壽命。達到布置需要地條件時，可適當加大橫臂長。 圖3.14 麥弗遜獨立懸架運動特性 （7） 導向機構建模 導向機構建模如圖3.15： 圖3.15 導向機構 3.8 減振器的設計 （1） 減振器的分類? 懸掛中使用最普及得減振器為液力式減振器。在車子身體搖晃得時候，振動阻力在減振器里面得液體在流過阻尼孔時得摩擦與液體得粘性摩擦釀成，把振動能轉化為熱量，飄散到周圍空氣里，很快減弱振動。 減振器依照工作原理不一樣可細分為搖臂式與筒式。即使搖臂式可在相對大得運轉壓力(10--20MPa)下運轉，不過因為運轉機理受到活塞得損壞影響而遭棄用。筒式運轉壓力雖然只是2.5到5MPa，但由于運轉機能十分平穩(wěn)而得到廣泛應用。筒式細分為單筒式、雙筒式與充氣筒式。雙筒充氣液力減振器有固定得運作機能、很小得干摩擦阻力和雜音、相對短得總長，在汽車行業(yè)有更加多得用武之地。 （2) 雙筒液力減振器運作機理 雙筒式液力減振器得運作機理如圖3.16所示。圖里面A表示工作腔，C表示彌補腔，兩個腔經(jīng)由閥系連接起來，若轎車輪胎縱向平面做位移時，活塞1在工作腔里面縱向運動，壓迫減振器液體流過對應閥體上得阻尼孔，并同時把動能轉化成熱量。輪胎往上跳動也就是懸架壓縮的時候，活塞1往下面動，油通過閥Ⅱ到達工作腔上面，但因為活塞桿9占了一些些地方，一定要求有一些油液通過閥Ⅳ到達補償腔C；當車輪往下運動也就是懸掛伸張的時候，活塞1往上作位移，A里面得壓力慢慢增大，油液通過閥Ⅰ到達下面，供給很大比重的伸張阻尼力，另外一些些油液通過縫隙經(jīng)過回流孔6到達補償腔，當活塞向上運動時同理。減振器工作熱能倚仗貯油缸筒3發(fā)散出去。減振器的工作溫度可以達到120℃就很高了，有時候的工作狀況甚至可到200攝氏度?？紤]油液膨脹需求空間，油液不應該注入太滿。 圖3.16 減振器簡圖 （3） 相對阻尼系數(shù)ψ 相對阻尼系數(shù)ψ地物理原理是：減震器地阻尼功用是于不一樣的剛度c以及不一樣的簧上質量MS得懸架體系配合，可發(fā)生不一樣地阻尼。ψ值大，震蕩就可以很快削弱，而與此同時也可以讓不小得地面沖擊傳遞給汽車；ψ值小反之。二者始終滿足的關系式。? 在我們設計的時候，先選擇ψy跟ψs二者的平均值ψ。ψ取值范圍0.25～0.35；若要懸架碰不到車架，取。? 取ψ=0.3，就有： 計算結果為： （4） 減振器阻尼系數(shù)δ確定 阻尼系數(shù)。由懸架系統(tǒng)固有頻率得到。若采用圖3.17所示布置時，δ為： （3.9） 圖3.17 減振器布置圖 據(jù)公式，得： （3.10） 代入數(shù)據(jù)得： ，取， 所求數(shù)據(jù)代入式（3.9）得 （5） 減振器工作缸直徑D計算 由最大卸荷力F0可得出工作缸直徑D為： （3.11） 其中，為工作缸最大允許壓力，取 為連桿直徑與缸筒直徑之比，取0.4 代入式（3.11）得工作缸直徑 查表符合標準的D為30mm，儲油筒的直徑。取儲油桶的壁厚為2mm，缸體材料選20鋼。 減振器建模如圖3.18： 圖3.18 減振器 3.8 橫向穩(wěn)定器 橫向穩(wěn)定桿為一根扭桿彈簧，它具有相當?shù)膭偠取．斊囆旭傇陬嶔ぢ访?，左右懸掛一齊同方向運動，穩(wěn)定桿不扭轉；當汽車在曲線行駛的時候，因為外懸架受力很大，導致車子往外傾斜。此時外懸掛收縮，內(nèi)懸掛反之，穩(wěn)定桿扭轉，生成彈力，穩(wěn)定車身。因為麥弗遜懸架得減震器支柱要求能接受橫向力，與此同時發(fā)揮削弱振動得作用，故而支撐桿摩擦很不均衡。減震器油封地破損導致液壓油外泄，削減保障平衡的功效。行駛平順性的提升可通過減小轎車得自由振動頻率來實現(xiàn)。當代懸掛得垂直剛度設置得均不是很大，于是側傾角剛度就不大，導致轎車轉向時車子身體往外傾得很劇烈，轎車行駛穩(wěn)定性很差。如今大部分轎車均使用橫向穩(wěn)定桿以增加懸掛得側傾角剛度，以期使轎車行進保持平穩(wěn)。橫向穩(wěn)定桿的經(jīng)典安裝如圖所示。 圖3.19 橫向穩(wěn)定桿示意圖 3.9 懸架結構元件 1 控制臂與推力桿 縱臂、橫臂與斜臂統(tǒng)一被稱為獨立懸架控制臂，它將輪胎與車身相連。特殊得懸架會于車軸與車子身體其間布置推力桿。二者均可傳遞力和力矩，決定結構形式 。? 由于誤差的不可避免和裝配的不精確，要求推力桿可以根據(jù)需要調節(jié)長度。如果兩推力桿連成一體并夾一定角度，同上，也可提出變換兩臂夾角的技術要求。在下面的圖片結構里，接頭和推力桿之間相對轉動，長度即可調節(jié)；加緊螺栓2松開時，兩桿之間夾角即被調整。? 控制臂運轉在十分不易得工作情況時，同時支撐各種力和力矩。為提高控制臂剛度，臂斷面應選取相對深一點得元件。 圖3.20 推力桿及其調節(jié)機構 2 接頭 控制臂或推力桿通過兩頭接頭和其它相聯(lián)結。接頭滿足要求如下：? 1）摩擦較?。? 2）使用期不需保養(yǎng)，以期減少成本；?3）接頭應有一定的彈性；?4）具備隔聲性能。? 上述四個要求同時滿足有一定難度。目前，在接頭內(nèi)安設橡膠襯套，讓其發(fā)生彈性變形，且能不讓聲音傳播。? 典型的接頭種類包括軸銷式與球銷式。接頭類別得選擇由其聯(lián)結得兩部分傳力特點與相對工作特點決定。? 設計接頭，我選用球銷式連接，選用理由是它有能力支撐四面八方得力，在工作中無須過多維護。接頭建模如圖3.21。 圖3.21 球頭 第4章 前輪定位參數(shù) 4 前輪定位參數(shù) 為讓轎車確保直線安全前進，轉彎不出紕漏，降低轎車前進時輪胎與轉向構件得老化損壞程度，前輪、轉向主銷、前軸相互得安裝呈現(xiàn)固定得相對位置，這就叫做前輪定位。它一般指的是主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾和前輪前束這四個數(shù)據(jù)。 4.1 主銷后傾角 主銷指普遍意義上轎車得轉向輪轉彎時得回轉中央點，亦即一根相對粗得銷軸。如今，大部分使用獨立懸掛得車子都早就不用主銷。不過在車輪定位得概念里，還是會一直使用該專有名詞，把其視為轉向輪得轉向軸線得替代，并且我們覺得轉向輪轉彎得時侯，是把主銷當成軸線位于左右平面內(nèi)轉動。主銷后傾，顧名思義，就是把主銷(即轉向軸線)得上面稍微往后面傾。從轎車得側面一眼望去時，主銷軸線和經(jīng)由前輪中央得那根垂線造成一角度，這個角度也就是我們常說得主銷后傾角。自行車與摩托車得前叉均為后傾的，與轎車得主銷后傾，功效一模一樣。主銷后傾起到得效果為確保轎車沿固定方向前進得時候的平穩(wěn)特性與保證轉完之后輪胎自己歸位。 圖4.1 注銷后傾角示意圖 因為主銷后傾是主銷(也就是轉向軸線)和路面得交點恰好落到輪胎抓地點得前方。此時，車輪由于受路面阻力的影響，往往一直被主銷拽住往前走。這樣，就能保持行駛方向的穩(wěn)定。若車子曲線行駛，因為離心力得存在，導致路面施加給輪胎得側向反作用力作用點位于主銷之后，讓轉向輪自覺具備自己歸位得趨向。主銷后傾為從轎車得側面一眼望去每一次前輪轉向軸得偏離，偏離水平則通過后傾角表示。萬一轉向軸往后方運動，也就是頂部得球形接頭、支桿安裝點位于底部得接頭后邊，那么后傾角就取正值；如果轉向軸向前傾斜，則后傾角就是負的。后輪不必檢測后傾角。主銷后傾角數(shù)值高，控制方向更加穩(wěn)定，自己回位效果久更好，不過缺點是轉彎更困難。汽車主銷后傾角通常不大于，前懸掛位于車架得裝配點可以擔保后傾角大小不大于這一數(shù)值。當今汽車因為青睞低壓寬幅子午線車輪，速度很快地前進時時車輪得變形程度越來越大，接地點向后移動，故主銷后傾角有變小的趨勢，以致可能到達負數(shù)(轉化為主銷前傾)，用來規(guī)避因為回正力矩偏大釀成的前車胎的振動。轎車沿一方向前進穩(wěn)不穩(wěn)定與轉向輪得回位特性與主銷后傾角息息相關。正后傾角相對不低時，那么前輪有保持原有方向前進的趨向。一來，要是正后傾角數(shù)值合理，就保證轎車平穩(wěn)前進，并且讓輪胎轉彎之后可回到原位；二來，正后傾角給轉向增加了難度。所以，要是轎車配備有動力轉彎系，那么可接受得正后傾角是比純手動轉向系大不少。主銷后傾角過于小能夠讓轉向減少安全性，且讓輪胎劇烈擺振。到達極點時，負后傾角和它造成得輪胎振動共同作用加快前車胎得杯狀化老化損壞。若是主銷后傾角兩邊不一樣，那么車子就能拽往正后傾角相對?。ㄔ絹碓酱蟮秘摵髢A角）得那邊。克服轎車偏離前進方向的問題 ，尤其考慮該方面。 圖4.2 主銷后傾角 由圖4.2得主銷后傾角為1.17度，達標。 4.2 主銷內(nèi)傾角 汽車轉向節(jié)主銷軸線（或者獨立懸掛得上擺臂球銷和下擺臂球銷中心得聯(lián)結線）和垂直線位于垂直于車子上下對稱平面得平面上得投影角就是主銷內(nèi)傾角。 圖4.3 主銷內(nèi)傾角示意圖 詳細點講，在車前后方觀察車輪得時候，主銷軸向身體往里偏一定距離，所偏角度就是主銷內(nèi)傾角。當輪胎把主銷當做中央來回轉動得時候，輪胎得最低點會跑到地面下方，不過事實是輪胎最下面跑到地底不成立，而應該把轉向輪連帶全部轎車前部往上方運動差不多得距離，如許車子自己得重力具備讓輪胎回到一開始臨界點得功能，所以方向盤復位容易。? 另外，主銷內(nèi)傾角也讓主銷軸線和路面交點到輪胎中央平面和路面交線得長度變短，因此減輕曲線行駛得時候開車者施加于轉向盤得力，讓轉彎更加方便，與此也能降低對轉向盤得壓力大小。不過主銷內(nèi)傾角數(shù)值也不可過于龐大，不然輪胎得壽命與強度都會有所影響。 圖4.4 主銷內(nèi)傾角 根據(jù)圖4.4克制主銷內(nèi)傾角9.76°，合格。 4.3 前輪外傾角 前輪外傾角指前車胎所處面內(nèi)不全都和路面成90°得，而和地面夾一往外得傾斜角，設定這一角度具有不一般得好處。若在路況好的地點行駛，轎車方向可能將往其地方偏移。若該傾角不存在，就只能倚仗開車的人或轎車控制系得反饋回原方向；若有該傾角作用，在到達可能誤差范疇，前車胎可以自動到達中央前進路線得位置，如許，就算路面稍微有點顛簸無所謂，轎車得行駛向趨于穩(wěn)定。 圖4.5 前輪外傾角示意圖 前輪得外傾角是在轉向節(jié)設計過程中決定。該過程中讓轉向節(jié)軸頸軸線和平面有個夾角，這個角度就是所謂前輪外傾角。 圖4.6 前輪外傾角 如圖4.6可得前輪外傾角為1.1°，合格。 4.4 前輪前束 前輪前束，指讓轎車倆前胎得前端距離比后端距離略小。其距離之差叫做前束值。從轎車得上部往下部望去，兩邊兩前胎構成一個開口往后面得“八”字形。 圖4.7 前輪前束示意圖 腳尖向內(nèi)，就是 “內(nèi)八字腳”得意義，指兩側前胎都往里偏。選擇這一結構為了糾正之前前輪外傾角造成得輪胎往外傾斜。像前面所說的一樣，因為有外傾的緣故，方向盤操作難度沒那么大了。從其他角度來講，因為車胎偏移，兩邊前胎紛紛往外偏，為解決該短板，若是兩側倆胎往里偏，那么正負不存在，兩側倆胎可確保固定放行前進，對車輪起到保護效果。? 前輪外傾具備讓前輪往出傾斜得趨向，前輪前束具備讓車胎往里傾斜得趨向，能夠消除由于前輪外傾造成得副作用，讓車胎固定方向翻滾避免左右拖動得發(fā)生，保護好車胎。懸掛系統(tǒng)鉸接點處得變形，同樣讓前胎具備往出轉彎得趨向，需要倚仗前輪前束進行彌補。前輪前束數(shù)值通常小于等于8mm，還數(shù)值通過控制橫拉桿得長度確保。如今汽車得前束數(shù)值具備變小得趨向，前輪外傾小于0得時候，前束就小于0，就轉化成前輪后束。 圖4.8 前輪前束 如圖4.8得前輪前束為15.02mm，合格。 第5章 麥弗遜懸架其他部件的三維建模 5 麥弗遜懸架其他零件的建模及圖紙 5.1 車輪的建模 轎車輪胎能劃分為斜交線車胎、子午線車胎。子午線胎和斜交線胎的最重要得差異就是胎體特征。斜交線胎得胎體為斜線交織得簾布層；不過子午線胎得胎體為聚合物多層交叉材料，它得最上層為很多層通過鋼絲編好得鋼帶簾布，能降低車胎被什么奇怪得東西扎破得概率。? 本次畢業(yè)設計車輪尺寸為205/60?R16建模： 表5.1 車輪主要參數(shù) 參數(shù)名稱 數(shù)據(jù)（mm） 輪寬公稱尺寸 205 胎高公稱尺寸 123 車輪內(nèi)徑 406.4 圖5.1 車輪建模 5.2 螺旋彈簧二維圖 圖5.2 螺旋彈簧圖紙 5.3 減振器二維圖 圖5.3 減振器圖紙 5.4 三維總裝配圖 圖5.4 三維總裝配圖 5.5 總二維圖 圖5.5 總二維圖 第6章 基于CAE的懸架仿真分析 6 基于CAE的懸架仿真分析 伴隨汽車業(yè)的快速進步，各行各業(yè)相互競爭更加殘酷。在追逐中各企業(yè)對轎車零部件價格都給予了很大重視，整車成本得高低直接影響企業(yè)在業(yè)內(nèi)競爭力，這就要求在整車開發(fā)過程中嚴格調控成本，來增強自身得競爭力。運用CAE 分析軟件，能夠在前期零件設計和零件修改過程中提供優(yōu)良的設計方向，讓部件達到結構優(yōu)化，獲得成本相對廉價得零件。 6.1 減震器CAE分析 6.1.1 幾何處理 將所建的減震器三維模型導入到hypermesh。將減震器模型導入hypermesh進行幾何處理。消除模型導入中的一些錯誤，去除細小對仿真結果可以忽略的特征。幾何處理過的模型如圖6.1所示： 圖6.1 幾何處理后的三維模型 6.1.2網(wǎng)格劃分 使用hypermesh里面的automesh進行網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格大小設置成3mm，檢查網(wǎng)格質量，防止計算過程中網(wǎng)格質量問題報錯，利用2D面板下qualityindex工具對不合格質量進行修改，保證QI<1,修改后網(wǎng)格質量如圖6.3所示。修改后的殼單元質量如圖6.2所示。將殼單元進行實體單元的填充，填充后的實體單元如圖6.3所示。 圖6.2 殼單元 圖6.3 填充后的實體單元 6.1.3 工況設定 將已經(jīng)建立好的CAE模型富裕材料和屬性。對已經(jīng)賦予材料和屬性的有限元網(wǎng)格施加利和約束。對螺栓部分進行約束模擬寫真實螺栓連接。施加載荷和約束如圖6.4，6.5所示。 圖6.4 施加的載荷 圖6.5 模擬螺栓連接 6.1.4 查看仿真結果 用hyperview打開h3d文件查看計算結果。選擇result type選擇displacement并選擇所有組件，查看位移云圖。位移云圖如圖6.6所示 圖6.6 位移模型 用hyperview打開h3d文件查看計算結果。選擇result type選擇element stress并選擇所有組件，查看應力云圖，如圖6.7所示 圖6.7 應力云圖 由仿真結果可知，減震器的最大位移和最大應力集中在減震器上端，且最大應力大小滿足標準。有上圖仿真結果可知，減震器主要部分并沒有發(fā)生明顯的變形和應力集中，此次設計的減震器還有很大的優(yōu)化空間。對于減震器上端部分可以進京加厚或者更換材料等優(yōu)化措施，提高材料強度和剛度。減震器中間位置何以進行輕量化處理。當然，現(xiàn)在計算機仿真的水平非常之高，但是還沒有達到取代實際試驗的地步。因此在優(yōu)化后應進行實際的實驗驗證，驗證優(yōu)化方案和坐著的設計方法是否可行。 6.2 彈簧CAE分析 6.2.1 CAE模型的建立 同樣的方法對模型進行幾何處理，然后進行殼單元的生成和修改，修改后的彈簧的殼單元網(wǎng)格如圖6.8所示。對質量較好的殼單元進行填充，填充后的實體單元如圖6.9所示。 圖6.8 殼單元模型 圖6.9 實體單元模型 6.2.2 邊界條件設定 在hypermesh的radioss模塊下進行彈簧受力工況設定，將彈簧constrans按鈕約束Z方向上的自由度，模擬彈簧受減震器的約束。通過通過loadsteps進行工況設定，SPC選擇所在設定的約束，load選擇施加載荷。提交radioss求解計算。施加約束和載荷后的模型如圖6.10所示 圖6.10 施加載荷和約束的模型 6.2.3 計算結果及其分析 用hyperview打開h3d文件查看計算結果。選擇result type選擇displacement并選擇所有組件，查看位移云圖。位移云圖如圖6.11所示。 圖6.11 位移云圖 用hyperview打開h3d文件查看計算結果。選擇result type選擇element stress并選擇所有組件，查看位移云圖。位移云圖如圖6.12所示。 圖6.12 應力云圖 由仿真結果可知，彈簧的最大位移和集中在彈簧最上和最下端。查看應力云圖可是，彈簧的應力分布比較分散，集中在中間考上位置。分布較為合理。最大應力滿足標準。由于時間和作者水平有限，此處主要是分析彈簧強度滿足標準，在以后的學習生活中還可以繼續(xù)研究，對彈簧的減震性能進行進一步仿真分析。還可以對整個懸架進行有限元建模仿真，發(fā)現(xiàn)設計問題，提高懸架設計水平。 第7章 設計總結 7 設計總結 這次畢業(yè)設計時長整整四個月，時間充裕，工作量適合。通過對麥弗遜式前獨立懸架的設計計算，完成了其零件及其總裝二維CAD圖紙的繪制，并對零部件進行了Pro/E三維建模。對主要零部件螺旋彈簧和減振器仿真分析，分析了其在不同強度下的應力表現(xiàn)。 通過畢業(yè)設計，使我對四年獲得的專業(yè)知識有了更深層次的領悟，尤其是對于懸架的了解。在緒論部分，我了解了懸架的發(fā)展史和我設計的麥弗遜懸架的優(yōu)劣勢，因為它的普及程度特別高，所以設計時可以借鑒前人的設計論文。在設計主體部分，我明白麥弗遜懸架設計的關鍵是螺旋彈簧的設計計算，計算出的重要參數(shù)包括選定彈簧的中徑、有效工作圈數(shù)和彈簧的自由高度，并對彈簧進行的強度、剛度校核。然后就是減振器的選型及設計計算，還有導向機構及橫向穩(wěn)定桿的設計。 在整個設計過程中，我查閱了許多相關的資料，例如吉林大學王望予教授編著的《汽車設計》，根據(jù)其對麥弗遜獨立懸架的設計方案，明確思路，并按部就班進行設計，最終根據(jù)計算結果繪制出麥弗遜懸架系統(tǒng)的部分零件圖和裝配圖。在繪圖過程中，更深刻地體會到CAD制圖的效率，也明白了其目前能夠成為主流設計軟件的原因。通過仿真軟件hypermesh的應用，讓我意識到傳統(tǒng)的設計工作很難達到轎車設計輕量化的要求，零部件也不一定能夠達到所需的強度，但是有了優(yōu)化分析軟件的幫助，就能使設計結果滿足轎車所需要求，從而令設計工作的問題迎刃而解。 經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我可以說是收獲頗豐。通過親自查找資料和分析計算，充分鍛煉了自己的設計能力；通過發(fā)現(xiàn)問題到最終解決問題，喜悅之情油然而生；通過計算結果親手繪制了麥弗遜式懸架的設計零件圖和裝配圖，從中獲得了樂趣，體會了設計成功的滿足……但是，在設計過程中，我了解身上存在的問題，例如對專業(yè)知識的認識不足、對設計流程的把握不夠，對CAD軟件的操作不夠熟練等等。對于自己的不足之處，我會盡快加以彌補完善。 這次的畢業(yè)設計，檢驗我在大學的學習效果，是我大學四年課程的一次大總結。在今后的學習、工作生活中，我會努力拓展自己的知識面，積累各方面的經(jīng)驗，彌補自己專業(yè)知識的不足，使自己得到全面的發(fā)展，在未來的日子里爭取更出色的成績！ 參考文獻 參考文獻 [1]郭孔輝.汽車操縱動力學[M].吉林科學技術出版社,2009. 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