懸架設計
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-18
懸架設計的視頻教程
車輛動力學分析與底盤性能開發—總計69分鐘
課程目錄設計 1、底盤性能開發的概論 2、懸架性能開發 2.1 懸架K&C分析 2.2 懸架K&C實驗對標 2.3 懸架K&C性能評價 2.4 懸架設計 3、整車底盤性能開發 3.1 輪胎性能分析與實驗對標分析 3.2 整車操穩分析 3.3 整車操穩實驗對標 3.4 整車操穩性能評價 3.5 整車平順性分析與評價
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ANSYS新能源汽車懸架系統進階培訓課程-國標極端工況-剛度撓度強度超彈性結構疲勞時域法振動分析
課程介紹： 目標受眾 汽車工程專業人士：特別是專注于懸架系統設計和優化的工程師。 CAE分析師與研究人員：尋求在剛度、強度、超彈性結構變形及振動分析等方面深化專業知識的技術人員。 高校教師與學生：研究機械工程、車輛工程等領域，對電驅動系統有興趣的學者與學生。 產品開發團隊成員：負責產品開發中的安全性評估、可靠性分析等工作的專業人員。
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基于結構/疲勞/優化的協同仿真技術在線研討會-橡膠襯套實例
交通運輸行業中，懸架系統大量采用橡膠襯套等柔性連接來滿足車輛減振降噪的需求，但懸架的精確設計需要匹配橡膠襯套的各項性能參數。
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懸架設計的實例教程
對于這個領域，懸架的影響力最大。在以往懸架設計中主要根據設計者相關經驗和主觀感知進行懸架設計及性能評價。這樣就需要設計者有豐富的相關經驗，但是往往精度及效率不高難以滿足日益加速的設計需求。然而目前懸架設計研究中，推薦了一種新的設計方法，來代替那種靠設計者的經驗和感覺，這種概念可以用一個簡單的方法來定量地評價懸架系統的設計情況。汽車懸架設計是底盤設計的重點，對于保證整個車體結構的穩定性具有重要意義。因此，對汽車懸架的設計分析、底盤結構優化以及提高整車的操穩性具有指導意義。本文針對當前國產汽車的懸架設計現狀和特性進行分析，探究汽車前懸架的設計走向。
關鍵詞：汽車懸架 設計走向 仿真 設計
1 前言
在人們對汽車駕駛性能要求日益重視的情況下，汽車前懸架性能分析和研究、前懸架的運動學以及動力仿真學分析的作用日益突出，這種新的計算分析方式為汽車前懸架的設計提供了一種新的方法和思路。并對汽車前懸架的集合定位參數、減震器、襯套、扭桿等組成部分進行實驗設計以及對各項參數進行分析，使得汽車車輪的角度、前懸架的垂直剛度得到進一步改善或強化，改善了前懸架的設計。
2 汽車懸架的現狀分析
汽車懸架系統是車架和車橋之間用于連接和進行力量傳輸的裝置，其組成元件包括彈性元件、傳力和減振裝置，用于減輕和消除車輛在行駛過程中路況較差導致的振動和沖擊，在整個汽車行駛過程中對保證車體的穩定起著關鍵作用。
展開 車輛懸架系統的設計會影響客戶對車輛操縱和乘坐舒適性的感覺。懸架設計的藝術在于權衡取舍，并在操作和舒適性之間做出折衷。例如，降低整車重心有助于提高操縱穩定性，但同樣會降低汽車的離地高度，進而會限制懸架行程，使得我們必須要用更硬的彈簧，最終降低了乘坐舒適性。
福特汽車公司致力于為客戶提供駕駛性能和舒適性均世界一流的車輛。這些關鍵的車輛性能會受到懸架設計的影響。福特最近發明了一種新型的扭梁式后懸架系統并申請了專利，獲得了媒體的廣泛好評。AutoCar UK 在2018 年7月對Fiesta ST的評論中說:“也許是與彎曲的“力矢量彈簧有關，但在壓縮沖程中，后部似乎有助于汽車在彎曲中樞轉。這是一種突然而微妙的效果，并賦予了汽車驚人的敏捷性?！?018 年9 月，在對福特 Focus TopGear的評價中，稱之為同級車中最好的駕駛體驗，并說:“Focus 讓人感覺到敏捷、尖銳、靈巧而且實際上很有。Adams的車輛動力學仿真在新型懸架設計的開”發中起著不可或缺的作用。
扭梁式懸架系統是半獨立懸掛系統，最常用于后輪。它結合了非獨立和獨立懸架的特點，允許車輪像獨立懸架一樣發生相對扭轉，也像非獨立懸架一樣允許車輪對另一側車輪產生影響。
扭梁式懸架包含兩個連接在底盤和車輪上的縱臂。連接這兩個縱臂的是一個扭力梁，形成典型的H形懸架結構，如圖1。H 形結構的前部通過橡膠襯套連接到車身，如圖2。當一側車輪受到沖擊時，扭力梁會發生扭曲 ，吸收并減少了一部分傳遞到對側輪的沖擊。與多連桿懸掛相比，扭梁式懸掛具有多個優點，例如高效的布置空間、較低的重量和成本。但是，它也具有一些可能影響客戶乘坐和舒適度的缺點。
展開 世界一流的供應商Timoney Technology公司使用LMS Virtual.Lab Motion多體動力學仿真軟件設計獨立懸架，使得野外建筑車輛的生產量提高50%。他們提出的創新性懸架設計概念使得車輛在粗糙的路面高速行駛，而且符合駕駛員振動舒適性國家級標準。工程師使用LMS Virtual.Lab Motion多體動力學軟件“駕駛”仿真模型在虛擬的路面上行駛，能夠在開發早期快速地判定平順性和操控性。這樣，他們能夠準確地預測整車的載荷和振動特性，發現問題根源，同時不斷地修改懸架設計，使其適于在崎嶇的路面上更平穩的行駛。由此可以看出，仿真軟件在Timoney公司產品開發中扮演了重要角色，提高了牽引車生產力，使公司在激烈的市場競爭中脫穎而出。
文檔下載：
Timoney Technology采用LMS Virtual.Lab Motion設計獨立懸架.pdf
更多下載資料請關注百度網盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728
展開 本篇文章主要使用Altair Inspire對于方程式賽車的懸架吊耳進行結構仿真并通過多次迭代拓撲優化的方式對其進行輕量化處理。由最終優化之后的仿真數據可看出在保證其結構穩定的情況下吊耳經過優化后重量降低了39.77%，在一定程度上實現了輕量化的目標。
工況說明：
根據今年車隊賽車車重以及懸架設計，設定吊耳的安全載荷約為588N，同時吊耳以螺栓連接的方式固定在車身上，在仿真中可將吊耳與車身的連接以及所受載荷簡化為螺栓連接以及作用于孔的分布力。同時參考懸架的設計通過計算可得力的方向與豎直方向夾角為15°斜向下。
設計過程：
首先根據賽車懸架以及車身的工況確定吊耳的尺寸以及孔位，并在catia上完成吊耳的初代模型的構建，如圖1所示。需要注意的是由于是初代模型所以此時可以稍微將模型的體積設置得大一點。
圖1 吊耳初代模型
之后將初代模型導入inspire當中，在分割好區域以及設置好工況之后進行第一次的結構仿真，第一次結構仿真結果如圖2。
圖2 第一次仿真結果
然后便進行第一次拓撲優化，由于我們只打算進行2次迭代優化，所以需要盡可能地提高優化效率，故在設置厚度約束時我們的最小厚度從1mm開始設置，每次增長1mm直到不再出現運行將超過15min的提示，此時我們設置的最小厚度為5mm，同時相應的最大厚度約束為15mm，同時優化目標選擇最大化剛度，如圖3所示。
圖3 優化參數設置
在拓撲優化計算完成之后得到了第一代優化結果，如圖4所示。以此結果為參考在inspire中構建第一代優化模型如圖5所示。需要指出的是可以利用模型的對稱性簡化該建模過程。
展開 為充分發揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比Ψ設計得比伸張小。
懸架的側傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩定性的重要參數。當汽車受側向力作用發生車身側傾，若側傾角過大，乘客會感到不安全，不舒適，如側傾角過小，車身受到橫向沖擊較大，乘客也會感到不適，司機路感不好。所以，整車側傾角剛度應滿足：當車身受到0.4g側向加速度時，其側傾角在2.5～4°范圍內，汽車有一定不足轉向特性，前懸架側傾角剛度應大于后懸架側傾角剛度。一般前懸架側傾角剛度與后懸架側傾角剛度比應在1.4～2.6范圍內，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩定桿，提高汽車操縱穩定性。
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基于駕駛模擬器的反饋，提取出載荷譜之后（同時也基于其它標準工況），對CAD模型進行修改，去實現懸架的設計需求（如減少扭矩轉向，更高的外傾角剛度，優化出彎性能，優化制動穩定性等）。
基于ADAMS的懸架側傾與轉向仿真10個月前
圖10外傾角VS轉向盤角度關系曲線
圖11主銷后傾角VS轉向盤角度關系曲線
圖12車輪垂向力VS轉向盤角度關系曲線
通過以上步驟，可以在ADAMS中完成麥弗遜懸架的側傾與轉向特性仿真，為懸架設計提供動力學依據
2、 懸架行程設計不合理，一般出現撞墻后，車網回跑，基本就是懸架行程太短。
3、 車輪抖動，可以增加車輪慣量試試。
01
客戶背景
現代車輛懸架系統經過精心設計，在保持良好的平順性和舒適性的同時，能夠滿足一流的操控性能——被動懸架在良好的行駛舒適性和良好的操控性能之間做出了妥協。頻率選擇減振器（FSD）用于獲得最佳的乘坐和操縱性能。本研究使用定量方法來確定懸架參數的范圍，以提高乘坐舒適性和操縱性能。被動阻尼器使用簡單的非線性曲線（力與速度）建模，該曲線與FSD阻尼器模型的相關性不好。
基于matlab的汽車懸架（鋼板彈簧，減震器）設計程序ＧＵＩ。根據需求輸入設計參數，包括前橋負荷、簧下質量、彈簧剛度、阻尼等，輸出鋼板彈簧、減震器結果。程序已調通，可直接運行。
摘 要：零件輕量化是機械制造領域的重要研究方向。以中國大學生方程式汽車大賽BTR-X的懸架立柱作為例，在分析其實際受力情況的基礎上，利用Altair inspire form軟件以最大化剛度為目標對其進行了減重設計和拓撲結構優化。得到了帶剎入彎工況條件下兩種不同設計方案的應力、應變值及安全系數，并對比了其優缺點。結果表明，在最佳優化方案中，BTR-X懸架立柱最大有效應力為557.4 MPa，
2.3 優化結果分析和評價
全面優化結果的三種工作條件，同時，兼顧到15KM/H時懸掛振動較大，在60-90KM/H 時振動較小的動態反應，經驗表明低速顫振是車輛懸架系統設計需要考慮的影響最為深遠的因素，所以需要2000RPM 的優化結果作為最終解決方案，和其他條件驗證的激勵下，確定優化結果對其它工況隔振效果的影響程度。①固有頻率分析；②隔振效果分析。
懸架的設計直接影響到整車的舒適性。懸架的安裝過程，也是設計分析的重點。Abauqs可以按照安裝順序，分析預應力狀態的各種懸架系統，為整車的設計提供合理的設計參數。
（6）中立作用下的靜態平衡
分析整車在重力作用下的靜態平衡，分析懸掛部件和輪胎應力，為碰撞計算做準備。
車輛懸架系統的設計會影響客戶對車輛操縱和乘坐舒適性的感覺。懸架設計的藝術在于權衡取舍，并在操作和舒適性之間做出折衷。例如，降低整車重心有助于提高操縱穩定性，但同樣會降低汽車的離地高度，進而會限制懸架行程，使得我們必須要用更硬的彈簧，最終降低了乘坐舒適性。
福特汽車公司致力于為客戶提供駕駛性能和舒適性均世界一流的車輛。這些關鍵的車輛性能會受到懸架設計的影響。
因此，在懸架設計上要針對輪胎的特性進行設計，比如選用哪一類懸架、如何保證在控制輪上載荷情況下保證緩震。在轉向里，根據輪胎參數設計阿克曼轉向幾何，確定內外前輪的轉向角（有時候也有反阿克曼）。主銷內傾外傾角度都要去和該輪胎模擬，有了最佳的回正力矩、轉向力矩后才能確定內外傾角度。
