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本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計
電算程序
題目 BJ1042輕型載貨汽車
前懸架設(shè)計
學(xué)生姓名
專 業(yè)
班 級
指導(dǎo)教師
程序說明書
l 程序說明
雙橫臂獨(dú)立懸架的車輛需要有良好的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，就要保證懸架的剛度和靜撓度等靜力學(xué)參數(shù)的取值合理，同時還要保證當(dāng)車輪上下跳動時，前輪輪距和前輪定位參數(shù)的變化要合理。
在雙橫臂獨(dú)立懸架的設(shè)計過程中，要保證它的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，就要對其進(jìn)行靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析計算。本論文采用空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)理論對依維柯2045車型進(jìn)行了靜力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析。
在計算過程中，需要應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行編程計算。本論文總共編了3段程序。第一段程序用來求當(dāng)懸架的地面支承力N變化時，車輪跳動的變化量。第二段程序用來求滿載靜平衡時導(dǎo)向機(jī)構(gòu)各點(diǎn)坐標(biāo)。第三段程序用來求前輪輪距和前輪定位參數(shù)隨車輪跳動的變化量，并繪出曲線。
計算結(jié)果見程序說明書的最后一節(jié)，對結(jié)果的分析見設(shè)計說明書。
l 程序框圖
第一段程序的程序框圖
程序框圖說明：
1）賦值包括線段a,b,c,d,e,f的長度（含義見設(shè)計說明書的3.4節(jié)）和地面支承力N
2）求Dw的公式為Dw=Dy*0.3541+Dz*0.9324
alfa1=abs(Dw*0.255/6602.19)
3)給O1，O2，B0，D0，G0點(diǎn)的坐標(biāo)賦值（各點(diǎn)坐標(biāo)的含義見說明書3.4節(jié)的圖3-14）
4）求 Q1的公式見設(shè)計說明書中的公式（3-50）
5）huangjin函數(shù)用來求當(dāng)上橫臂擺alfa2度時，下橫臂擺動的角度
6）fbeta函數(shù)用來求BD間的距離
7）求出deta-z后應(yīng)用公式求出剛度后即可求出其它的靜力學(xué)參數(shù)。
第二段程序框圖
程序框圖說明：
1）求B、E、F、G、點(diǎn)坐標(biāo)的公式請見設(shè)計說明書第三章關(guān)于運(yùn)動學(xué)分析部分，有詳細(xì)的推導(dǎo)過程。
2）huangjin和fbeta子函數(shù)的作用同第一段函數(shù)。
第三段程序框圖
程序框圖說明：
1）給初始滿載平衡位置各點(diǎn)坐標(biāo)賦初值和各線段長度賦初值（具體請見源程序及說明書的第3.3節(jié)）
2）各公式的推導(dǎo)請見第三章所講的運(yùn)動分析計算過程
l 程序清單
（1）靜力學(xué)計算MATLAB程序
a=abs(334.8671-237.7386) %給各變量賦初值
b=abs(275.8781-237.7386)
c=abs(374.6451-92.2166)
d=abs(694.5195-374.6451)
e=abs(3.69-2.3305)
f=abs(3.69-0)
N=(1950-189)/2*9.8+△N
O1B=[0,(275.8781+95.57)/385,(-374.6451+273.39)/385]'
B=N*a/(0.2630*b-0.9648*c); %求B點(diǎn)受到的合力
Dy=-0.9648*B %D點(diǎn)受到的力在Y軸方向的投影
Dz=0.2630*B-N %D點(diǎn)受到的力在Z軸方向的投影
U=[1,0,0];
V=[0,237.7386/255,-92.166/255];
W=[0,sqrt(1-0.9352^2),sqrt(1-0.3614^2)];
Dw=Dy*0.3541+Dz*0.9324 %D點(diǎn)受到的力在W軸方向的投影
alfa1=abs(Dw*0.255/6602.19) %扭桿的轉(zhuǎn)角
alfa2=0.2989-alfa1
O1=[3.69,-95.57,-273.39]'; %各點(diǎn)的坐標(biāo)賦初值
O2=[0,0,0]';
B0=[3.69,275.8781,-374.6451]';
D0=[0,237.7386,-92.2166]';
G0=[2.3305,334.8671,-694.5195];
d=285; %各段線段長度賦初值
LDE=180;
LBE=105;
LEF=93;
LFG=420;
LO1B=385;
LO2D=255;
c=10.4*pi/180;
lamda=LBE/LDE;
q0=cos(alfa2/2);q1=sin(alfa2/2);
Q1=[2*(q0^2+q1^2)-1 0 0;0 2*q0^2-1 -2*q0*q1;0 2*q0*q1 2*q0^2-1]; %求坐標(biāo)變換鋸陣Q1
D=Q1*(D0-O2)+O2; %求D點(diǎn)坐標(biāo)
a=alfa2-25*pi/180;b=alfa2+25*pi/180;
beta=huangjin(D,d,B0,O1,a,b); %調(diào)用函數(shù)求當(dāng)上橫臂擺alfa2度時，下橫臂擺動的角度
p0=cos(beta/2);p1=sin(beta/2);
Q2=[2*(p0^2+p1^2)-1 0 0;0 2*p0^2-1 -2*p0*p1;0 2*p0*p1 2*p0^2-1]; %求坐標(biāo)變換鋸陣Q2
B=Q2*(B0-O1)+O1; %求B點(diǎn)的坐標(biāo)
E=B/(1+lamda)+D*lamda/(1+lamda); %求E點(diǎn)的坐標(biāo)
bet1=asin((D(1)-B(1))/(d*cos(c)));
bet2=asin((B(2)-D(2))/(d*sqrt(sin(c)^2+cos(c)^2*cos(bet1)^2)))-atan(tan(c)/cos(bet1));
F=E+[0;LEF*cos(bet2);LEF*sin(bet2)]; %求F點(diǎn)的坐標(biāo)
G=F+[0;LFG*sin(bet2);-LFG*cos(bet2)]; %求G點(diǎn)的坐標(biāo)
deta_z=G(3)-G0(3) %求G點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)差坐標(biāo)
（2）求平衡位置坐標(biāo)的MATLAB程序
主函數(shù)：
O1=[3.69,-95.57,-273.39]'; %給各變量賦初值
O2=[0,0,0]';
B0=[3.69,272.61,-385.95]';
D0=[0,232.95,-103.72]';
d=285;LDE=180;LBE=105;LEF=93;LFG=420;LO1B=385;LO2D=255;
c=10.4*pi/180;
lamda=LBE/LDE;
alfa=2.8*pi/180;
q0=cos(alfa/2);q1=sin(alfa/2);
Q1=[2*(q0^2+q1^2)-1 0 0;0 2*q0^2-1 -2*q0*q1;0 2*q0*q1 2*q0^2-1];
D=Q1*(D0-O2)+O2 %求D點(diǎn)坐標(biāo)
a=alfa-25*pi/180;b=alfa+25*pi/180;
beta=huangjin(D,d,B0,O1,a,b); %調(diào)用函數(shù)求當(dāng)上橫臂擺alfa2度時，下橫臂擺動的角度
p0=cos(beta/2);p1=sin(beta/2);
Q2=[2*(p0^2+p1^2)-1 0 0;0 2*p0^2-1 -2*p0*p1;0 2*p0*p1 2*p0^2-1];
B=Q2*(B0-O1)+O1 %求B點(diǎn)坐標(biāo)
E=B/(1+lamda)+D*lamda/(1+lamda) %求E點(diǎn)坐標(biāo)
bet1=asin((D(1)-B(1))/(d*cos(c)));
bet2=asin((B(2)-D(2))/(d*sqrt(sin(c)^2+cos(c)^2*cos(bet1)^2)))-atan(tan(c)/cos(bet1));
F=E+[0;LEF*cos(bet2);LEF*sin(bet2)] %求F點(diǎn)坐標(biāo)
G=F+[0;LFG*sin(bet2);-LFG*cos(bet2)] %求G點(diǎn)坐標(biāo)
子函數(shù)1（黃金分割法求函數(shù)極小值點(diǎn)）：
%用來求上橫臂擺動角α?xí)r，相應(yīng)下橫臂擺角β
function beta=huangjin(D,d,B0,O1,a,b)
lamga=(sqrt(5)-1)/2;
t1=b-lamga*(b-a);
t2=a+lamga*(b-a);
while abs(t1-t2)>=1e-4;
f1=fbeta(D,t1,d,B0,O1);
f2=fbeta(D,t2,d,B0,O1);
if f1
=1e-4;
t1=b-lamga*(b-a);
t2=a+lamga*(b-a);
f1=fbetap(B,t1,d,D0,O2);
f2=fbetap(B,t2,d,D0,O2);
if f1
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