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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)(論文)題目:雙橫臂獨(dú)立懸架參數(shù)匹配與運(yùn)動(dòng)仿真
院 系 名 稱:汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車(chē)輛工程07-2
學(xué) 生 姓 名:
導(dǎo) 師 姓 名:
開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011年3月11日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn):
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
侯金龍
系部
汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程07-2
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是□否
題目名稱
雙橫臂獨(dú)立懸架參數(shù)匹配與運(yùn)動(dòng)仿真
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
研究現(xiàn)狀:
懸架是現(xiàn)代汽車(chē)上的重要總成之一,它把車(chē)架和車(chē)身彈性的連接在一起,其性能優(yōu)劣直接影響到汽車(chē)行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向輕便性和輪胎的使用壽命。懸架的功用是把路面作用于車(chē)輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些反力造成的力矩傳遞到車(chē)架上,并且緩和由不平等路面?zhèn)鹘o車(chē)架的沖擊載荷,衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng),以保證汽車(chē)平順地行駛。從20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始,為了提高行駛安全性,越來(lái)越多的高級(jí)轎車(chē)懸架采用了雙橫臂結(jié)構(gòu)。雙橫臂式獨(dú)立懸架的兩個(gè)擺臂長(zhǎng)度可以相等,也可以不等。車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí),車(chē)輪輪軸繞兩個(gè)橫臂轉(zhuǎn)動(dòng),因而兩個(gè)橫臂也稱擺臂,在上部的稱上擺臂,下部稱下擺臂,由于兩個(gè)擺臂均為橫向布置,所以稱為雙橫臂或雙擺臂。現(xiàn)代汽車(chē)的斷開(kāi)式前橋系統(tǒng)大多數(shù)采用雙橫臂式獨(dú)立懸架機(jī)構(gòu),以保證在各種行駛條件下獲得平順性和操縱穩(wěn)定性的最佳匹配。由于懸架性能對(duì)整車(chē)的平順性和操縱穩(wěn)定性的影響很大,所以采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算,提高其設(shè)計(jì)質(zhì)量。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法通常采用平面作圖法或是平面解析法,由于忽略了懸架機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的空間布置形式,很難獲得較好的優(yōu)化結(jié)果。雙橫臂獨(dú)立懸架是目前汽車(chē)中使用最廣泛的獨(dú)立懸架之一。雙橫臂獨(dú)立懸架是一種比較復(fù)雜的多環(huán)路空間機(jī)構(gòu)、其運(yùn)動(dòng)直觀性差、參數(shù)確定相當(dāng)復(fù)雜,給運(yùn)動(dòng)分析帶來(lái)極大的困難,機(jī)械系統(tǒng)分析軟件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)是世界上應(yīng)用廣泛的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件。其中,在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛,目前已成為世界各主要汽車(chē)公司及其零部件供應(yīng)商的主要?jiǎng)恿W(xué)仿真軟件。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的模型的建立,可以不再為機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜而煩惱,因?yàn)槲覀冞\(yùn)用ADAMS軟件所要做的僅僅是將實(shí)際系統(tǒng)抽象為物理模型,并且將物理模型在ADAMS軟件的平臺(tái)上表現(xiàn)出來(lái),剩下的諸如建立數(shù)學(xué)模型,求解都由ADAMS軟件來(lái)完成。通過(guò)ADAMS對(duì)樣車(chē)建模,并且仿真分析了在車(chē)輪轉(zhuǎn)向和車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數(shù)等性能參數(shù)的變化情況。對(duì)比了優(yōu)化前后的特性曲線,優(yōu)化之后的轉(zhuǎn)向梯形使車(chē)輪在轉(zhuǎn)向時(shí)左右車(chē)輪轉(zhuǎn)角更加符合理論轉(zhuǎn)角關(guān)系,從而降低了輪胎磨損,提高的行車(chē)平順性和安全性。對(duì)改善車(chē)輛的行駛平順性、減輕車(chē)輛自重以及減少對(duì)公路的破壞具有重要意義。在懸架系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析過(guò)程中,主要反映為車(chē)輪受上下跳動(dòng)激勵(lì)時(shí)車(chē)輪定位角的變化情況。在車(chē)輪行駛過(guò)程中正常輪跳行程內(nèi)讓車(chē)輪定位參數(shù)在合理的范圍內(nèi),以保證汽車(chē)設(shè)計(jì)所期望達(dá)到的性能。車(chē)輪定位參數(shù)主要包括主銷(xiāo)內(nèi)傾角、主銷(xiāo)后傾角、車(chē)輪外傾角和車(chē)輪前束量等。傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制過(guò)程中必須邊試驗(yàn)邊改進(jìn),從設(shè)計(jì)到試制、試驗(yàn)、定型,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本較高,周期長(zhǎng)。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù),結(jié)合虛擬設(shè)計(jì)和虛擬試驗(yàn),可以大大簡(jiǎn)化懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程,大幅度縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,大量減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能,獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
目的及意義:通過(guò)分析研究雙橫臂獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)特性以及各組成部件的特性,提出一套實(shí)用的汽車(chē)前獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)分析方法,運(yùn)用Pro E和ADAMS,對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行建模和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,從而為設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供快速、可靠的技術(shù)依據(jù),達(dá)到大幅度降低設(shè)備研制成本的目的。在試制前的階段進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)仿真,并提出優(yōu)化設(shè)計(jì)的意見(jiàn),獲得分析車(chē)輪垂直跳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)與車(chē)輪前束角的變化等關(guān)系。獲得相關(guān)數(shù)據(jù),在產(chǎn)品制造出之前,就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)的缺陷,完善設(shè)計(jì)方案,縮短開(kāi)發(fā)周期,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。在實(shí)際設(shè)計(jì)雙橫臂獨(dú)立懸架過(guò)程中定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜,通過(guò)ADAMS和Pro E參數(shù)匹配有效解決該問(wèn)題,為懸架設(shè)計(jì)者節(jié)省了時(shí)間和精力。 在此次懸架設(shè)計(jì)中,我將對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架有更為細(xì)致的認(rèn)識(shí),把大學(xué)中所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)的綜合運(yùn)用,這樣可以使我對(duì)專業(yè)知識(shí)進(jìn)一步的鞏固和提升,懸架設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于個(gè)個(gè)參數(shù)的合理匹配,計(jì)算量相對(duì)比較大,需要反復(fù)的修正和匹配參數(shù),從中我將會(huì)真正體會(huì)到今后工作中應(yīng)具背的心態(tài)。此外,在設(shè)計(jì)中我需要用到ADAMS軟件,我從未接觸過(guò),需要自己獨(dú)立的進(jìn)行學(xué)習(xí),這對(duì)我是個(gè)考驗(yàn),也是能力提升的好機(jī)會(huì),為今后的設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。
二、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
基本內(nèi)容:分析雙橫臂獨(dú)立式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架設(shè)計(jì)要求,在懸架設(shè)計(jì)中,根據(jù)整車(chē)的布置要求以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù),運(yùn)用PRO/E建立三維物理模型,并在ADAMS軟件平臺(tái)上建立雙橫臂獨(dú)立懸架的簡(jiǎn)化物理模型,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析,通過(guò)分析車(chē)輪垂直跳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)與車(chē)輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù),優(yōu)化相關(guān)參數(shù),建立虛擬雙橫臂獨(dú)立選件模型。
主要技術(shù)要求:
1、車(chē)輪跳動(dòng)時(shí),輪距變化不超過(guò)±4mm以防止輪胎早期磨損。
2、車(chē)輪跳動(dòng)時(shí),前輪定位角變化特性合理。
3、轉(zhuǎn)彎時(shí),車(chē)身在0.4g側(cè)向加速度作用下,車(chē)身側(cè)傾角不大于3-5°,并保證車(chē)輪與車(chē)身傾斜同向,以增加不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。
4、制動(dòng)及加速時(shí),車(chē)身應(yīng)有“抗點(diǎn)頭”及“抗后坐”效應(yīng)。
5、應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,以可靠地承受及傳遞除垂直力以外的力和力矩。
解決的問(wèn)題:
1.ADAMS軟件沒(méi)有基礎(chǔ),需要借助相關(guān)參考書(shū)進(jìn)行學(xué)習(xí),在遇到無(wú)法獨(dú)立解決問(wèn)題是向老師請(qǐng)教,預(yù)計(jì)在一周內(nèi)掌握其基本操作,在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷深入了解。
2.雖然現(xiàn)在對(duì)懸架基本設(shè)計(jì)有了一定的頭緒,大體有了掌握,但細(xì)節(jié)上還不能完全深入體會(huì),這就需要我多參照相關(guān)懸架設(shè)計(jì)參考書(shū)或文獻(xiàn),不斷完善自己的設(shè)計(jì)。
3.Pro E基本操作需要重新溫習(xí),達(dá)到熟練掌握,Pro E還需進(jìn)一步深入了解和掌握,在平時(shí)練習(xí)外,還需要虛心向同學(xué)、老師請(qǐng)教。
4.此次設(shè)計(jì)需要?jiǎng)?chuàng)新,這就需要對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)和參數(shù)之間的匹配有深刻的認(rèn)識(shí),大量閱讀相關(guān)資料必不可少,將自己的理解整理好與導(dǎo)師請(qǐng)教,使自己對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)思想不斷升華。
三、技術(shù)路線(研究方法)
收集資料 完成開(kāi)題報(bào)告
初步計(jì)算懸架各部件尺寸,校核強(qiáng)度及壽命
采用ADAMS構(gòu)建等比例簡(jiǎn)化物理模型、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
根據(jù)最終確定參數(shù)繪制proe實(shí)體模型
Proe零件圖一套,裝配圖
完成說(shuō)明書(shū) 出圖 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)
審核修改
四、進(jìn)度安排
(1)調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告 第1、2周(2月28日~3月6日)
(2) 根據(jù)給出的相關(guān)尺寸參數(shù)進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算,并進(jìn)行驗(yàn)證 第 3、4周(3月7日~3月20日)
(3) 在ADAMS軟件平臺(tái)上建立零件的等比例物理模型,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 第5、6、7周(3月21~4月10日)
(4)利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配 第8、9、10、11周(4月11~5月8日)
(5)設(shè)計(jì)1.5萬(wàn)字說(shuō)明書(shū)一份,零件圖一套(包括PRO/E零件圖)第12、13、14周(5月9日~5月29日)
(6)畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周(5月30日~6月12日)
(7)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月13日~6月 19日)
五、參考文獻(xiàn)
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[15]Keiichi Motoyama Ph D. Takashi Yamanaka A Study of Suspension Design Using Optimization Technique and DOE [J] 2000
六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn):
簽字: 年 月 日