基于Adams/Car的商用车独立悬架建模及仿真

    0 引言

    在商用车中，悬架系统的设计与开发是非常重要的，对整车的动力学性能有很大的影响，所以做悬架系统动力学仿真对实际悬架研究有很重要的指导意义。本文主要是确定了悬架模型建立的思想方法，以及悬架主要性能参数的研究，最后得到悬架分析的主要参数。

    1 悬架模型的建立

    以某商用车的独立悬架为实例进行建模和仿真分析。整车前悬架是左右对称的，所以在建立模型的时候只需建立一侧的选件模型，另一侧的模型在Adams/Car模块中会自动建立。

    1.1 悬架结构简图

    由于悬架系统中有许多信息，但是这些信息在运动仿真的过程中不起任何作用，所以在建立模型之前，要适当的简化悬架系统。从汽车动力学的角度出发，对所建的模型做如下简化和假设：前悬架为一个多刚体系统，系统每个刚体在各个方向的惯性力为零。由于某些铰链在一些方向的力的约束值比较小，对整车动力学的影响可以忽略不计，也假设为零;减震器简化为线性弹簧和阻尼，个运动副内的摩擦力忽略不计;轮胎简化为刚性体。简化后的独立悬架模型结构如图1所示。

    1.2 悬架拓扑图

    悬架拓扑图主要是悬架各个零部件之间的运动学关系。悬架上下摆臂拓扑图中的to_body表示与车架相连，上摆臂与车架是衬套连接，上摆臂与主销之间是球头连接，下摆臂与车架是衬套连接，下摆臂与主销之间是球头连接，转向横拉杆与主销之间是球头连接，转向与转向横拉杆之间是等速副连接，轮轴与主销是旋转副连接，轮轴与车轮是固定副连接，如图2所示。

    图2 悬架上下摆臂拓扑图

    悬架中减震器与弹簧拓扑图中的下摆臂与减震器支座是旋转副连接，减震器支座与减震器下端是衬套连接，减震器下端与减震器上端是圆柱副连接，减震器上端与车架是衬套连接，如图3所示。

    图3 悬架减震器和弹簧拓扑图

    悬架中传动拓扑图中轮轴与传动轴是等速副连接，传动轴与法兰是等速副链接，法兰与变速器是移动副连接，如图4所示。

    图4 传动拓扑图

    1.3 建立硬点

    硬点是整车运动的关键运动点，是零部件之间关键的几何连接点。根据某商用车独立悬架的实际结构，通过测量实际模型得到悬架单侧的硬点坐标值如表1所示，另一侧的硬点坐标会自动生成。