汽车后悬架下控制臂的有限元分析与优化

以某车型后悬架下控制臂为研究对象,建立强度仿真模型。模型分析过程引入惯性释放方法,从而消除约束点反力对控制臂结构强度造成的应力集中的影响。本文通过对常见的6种静强度工况进行下控制臂的有限元分析,并针对强度不满足项进行结构优化,最终使得后悬下控制臂满足强度要求,为后悬下控制臂的设计提供参考。     

某乘用车下支臂模态和强度分析

以某乘用车下支臂为研究对象,首先建立悬架模型,利用Hyper Mesh软件对下支臂进行前处理及模态分析,在此基础上,在Adams car软件中建立悬架模型,进行准静载仿真分析,并根据相关理论提取在各工况下的下支臂受力载荷,最后利用惯性释放法进行强度分析,为后续分析提供参考.     

基于台架实验和有限元的空心铸铝控制臂强度研究

针对某车型设计了空心铸铝控制臂,利用HyperMesh建立有限元模型。根据整车多体动力学模型及强度工况提取虚拟试验场工况下的虚拟载荷,对铸铝控制臂进行强度分析,并设计台架实验验证强度,CAE分析及实验结果表明设计满足强度要求。     

碳纤维麦弗逊悬架控制臂轻量化设计

建立悬架动力学模型,对控制臂在冲击、转向、制动三种工况下的边界载荷进行研究,并以控制臂体积最小为优化目标,结合优化设计数学模型利用拓扑优化软件Opti Struct对碳纤维悬架控制臂进行了结构优化,获得控制臂基本形状以及材料的最优化分布。根据优化结果,对控制臂进行了结构设计,并通过有限元仿真,对各种工况下碳纤维控制臂的应力以及位移进行了研究,结果表明,通过轻量化设计的碳纤维控制臂在符合强度和刚度要求的同时,比钢结构控制臂轻45.6%。     

多工况下转向节结构优化设计

为使悬架转向节在轻量化的基础上能够满足汽车各工况下强度性能及动力学要求,首先建立刚柔耦合动力学模型并进行动力学仿真,得到转向节在悬架系统中的合理位置,并提取转向节在悬架系统中所受载荷;然后建立转向节CAD模型,并在CAE中对其进行结构强度分析和结构优化;根据优化结果进行二次设计,并对二次设计后模型的强度进行分析。强度分析结果验证了所设计转向节结构的合理性。     

汽车悬架误用工况下前下摆臂屈曲分析与优化

在某汽车开发过程中,前下摆臂在悬架误用试验工况下发生弯曲。经实车拆解分析,前下摆臂弯曲的原因是在该工况下发生了屈曲。通过建立整车动力学模型,模拟汽车悬架误用试验工况,获取前下摆臂载荷并进行屈曲仿真分析。分析结果显示:该误用工况下,前下摆臂已发生屈曲,屈曲位置和实际弯曲位置一致。基于该误用工况对前下摆臂进行优化设计,制作优化方案样件,经过台架试验验证仿真分析的正确性,并进行实车误用试验,没有发生弯曲。研究为汽车悬架前下摆臂的屈曲性能设计提供了参考。     

基于ADAMS的汽车前悬架动力学仿真及优化

针对某型轿车麦弗逊前悬架在实际中定位参数变化幅度过大的问题,提出了基于ADAMS/Car的麦弗逊前悬架参数模型。通过对运动学参数、质量特性参数、力学特性参数和外界参数分析,建立了悬架系统仿真精确模型,并选取双侧车轮同向跳动工况进行仿真。同时,分析了车轮上下跳动过程中该悬架定位参数的变化规律以及对悬架性能的影响,得出了该悬架参数的合理性及存在的不足。对此,进行悬架参数优化,解决了实际中存在的缺陷,改善了悬架系统性能。     

基于显式弹塑性车辆悬架系统结构优化设计

悬架系统是整车安全行驶的重要结构件。以某重型运载车辆单纵臂悬架为研究对象,使用应力波传播理论,在ABAQUS软件中搭建悬架系统模型,对悬架在3种典型工况下的显式动力学性能进行分析。分析结果表明:3种不同工况下的应力值都较大;动载荷是对悬架结构造成破坏的最重要因素;悬架中的焊缝连接处及尖角处具有明显的应力集中和塑性变形;悬架结构中相对薄弱的区域主要是集中在转向节和转向纵臂的铰接连接处。根据强度和刚度分析结果对悬架结构进行改进和优化,并采用试车方法进行验证。试验结果表明,显式动力学弹塑性能分析方法对计算动载荷工况下悬架应力应变状况实用有效。     

基于ADAMS的麦弗逊悬架动力学仿真及其优化设计

为了对麦弗逊悬架的定位参数进行动力学仿真研究,针对某桑塔纳轿车的麦弗逊前悬架,应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS／Car专业模块建立了麦弗逊式前悬架多体系统精确模型,进行了双侧车轮平行跳动仿真,对模型的准确与否进行了验证。在此基础上,利用ADAMS／Insight模块对该悬架进行了优化设计,找出了影响模型准确性的原因。研究结果证明,该优化的悬架布置方案较好地解决了模型的不合理性。     

越野赛车双横臂悬架的多体动力学仿真与强度分析

为了使悬架的结构设计更加合理且具有更加可靠的使用性能,利用ADAMS/Car建立双横臂悬架的运动仿真模型,根据整车相关参数计算仿真边界条件,选择在单侧凸包、紧急制动、极限转向3种悬架承受载荷较大的工况下进行运动仿真分析,并从中提取悬架各铰接点的载荷作为有限元分析求解的边界条件。利用HyperMesh对双横臂悬架进行不同工况下的静态强度分析,研究应力分布情况,为悬架结构轻量化设计提供参考依据。     

基于ANSYS的某汽车悬架有限元分析

采用某麦弗逊悬架参数,建立悬架系统的三维模型。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对悬架进行了三种工况下的静力学分析,得出悬架的强度和刚度特性,并对悬架有限元模型进行了模态分析,将计算得到的悬架固有频率与汽车受到的其他激励频率进行对比,评价该悬架是否具有避开与车辆其他系统产生共振区域的性能,为今后的悬架设计提供了一定的理论基础。     

汽车悬架控制臂多目标拓扑优化设计

为了实现悬架控制臂的轻量化,利用动力学分析软件对控制臂三种典型工况进行模拟路试,提取关键硬点的载荷作为边界条件,采用折衷规划法建立综合目标函数,运用灰色关联分析法分配各工况权重系数,对悬架控制臂进行拓扑优化;根据拓扑优化的结果对控制臂进行二次设计.分析结果表明,改进后的控制臂的刚度和强度性能均能满足要求,控制臂减重16.5％,实现了轻量化的目的.     

汽车悬架控制臂多目标拓扑优化设计

为了实现悬架控制臂的轻量化,利用动力学分析软件对控制臂三种典型工况进行模拟路试,提取关键硬点的载荷作为边界条件,采用折衷规划法建立综合目标函数,运用灰色关联分析法分配各工况权重系数,对悬架控制臂进行拓扑优化;根据拓扑优化的结果对控制臂进行二次设计.分析结果表明,改进后的控制臂的刚度和强度性能均能满足要求,控制臂减重16.5％,实现了轻量化的目的.     

传统型和L型麦弗逊悬架运动学仿真

本文利用多体动力学理论,在虚拟样机仿真软件ADAMS/Car中建立了传统型和L型麦弗逊悬架模型。通过运动学仿真计算,L型麦弗逊悬架在车轮上下跳动过程中,车轮外倾角、车轮前束、主销内倾角、车轮转角和抬/点头量的变化范围更小,而主销后倾角变化范围稍大,更有利于操纵稳定性。与传统型麦弗逊悬架相比,L型悬架控制臂纵向“0偏移”,运动学性能有明显的提高。     

基于ADAMS的汽车主动悬架虚拟实验台的设计

基于ADAMS/View建立了1/4汽车麦弗逊悬架模型,并运用ADAMS/Hydraulic模块,建立了主动悬架的液压伺服系统,设计了汽车主动悬架虚拟实验台。以阶跃输入、模拟路面输入和随机路面输入作为激励,对比分析了汽车主动悬架系统在理想控制力和液压伺服作用力作用下采用PID控制器的控制效果,以验证汽车主动悬架虚拟实验台的有效性。仿真结果表明,基于ADMAS的汽车主动悬架虚拟实验台,其跟随理想控制力的能力较强;与被动悬架比较,其车身的垂直加速度、悬架变形和车轮动载荷都明显降低,控制效果好。     

赛车悬架设计及疲劳可靠性研究

针对中国大学生方程式赛车容易出现悬架失效的情况,首先设计了双横臂式独立悬架和多连杆式独立悬架,通过仿真比较两者在三种特定工况下的受力,确定双横臂式独立悬架为最佳方案。然后进行实车试验,验证了仿真结果的准确性。紧接着,设计两种不同结构形式的双横臂后悬架下控制臂,在蛇形工况下分别进行疲劳可靠性分析,结果表明焊接钢板结构比套筒焊接结构的可靠性要更佳。最后对焊接钢板结构的下控制臂进行轻量化设计,优化目标为保证其疲劳可靠性不发生降低的情况下减重(15～20)%,再次分析的结果表明设计方案达到了优化目标。     

基于ADAMS的麦弗逊悬架的运动学仿真与结构优化

利用ADAMS/Car建立某车前麦弗逊悬架的模型,选取“两侧车轮同向跳动”工况进行运动学仿真,通过分析悬架性能参数的变化特性,找出引起轮胎过度磨损的主要原因,并在ADAMS／Insight中对悬架的结构进行优化。     

麦弗逊悬架参数化与仿真优化系统的构建

为方便对麦弗逊悬架进行改进与优化,利用ADAMS/View二次开发功能构建麦弗逊悬架的运动分析系统。该运动分析系统包括参数化设计对话框与仿真优化对话框。在参数化设计对话框内可以根据设计需求直接修改硬点坐标和车轮定位参数;而在仿真优化对话框内则可以通过编写用户自定义函数,建立自定义的优化目标对麦弗逊悬架进行仿真优化。利用该系统对某款电动汽车的麦弗逊悬架进行参数化设计与仿真优化,通过对比优化前后的仿真结果,证明该系统可以达到良好的优化效果,并验证仿真系统的可用性。     

某乘用车前部悬架控制臂轻量化设计

针对乘用车的前部悬架控制臂质量过重问题,对某款车型的前部悬架控制臂,提出了两种轻量化设计方案。参照目前汽车使用较为广泛的铝合金与高强度钢两种轻量化材料,在初始设计方案基础上,分别对前部悬架控制臂进行了结构设计,并通过CAE仿真分析对给定工况下的前部悬架控制臂的静态性能以及疲劳寿命进行研究;同时,综合成本、轻量化程度和成型性能等多项因素,对比选出最优方案。经筛选,采用热成型高强度钢制得的前部悬架控制臂最佳,其成本可控制在较低范围,并且在满足强度与刚度的前提下实现了质量减小34%,其疲劳寿命也得到了显著提高。     

某样车前悬特性分析及优化方法研究

利用ADAMS/CAR软件对某样车麦弗逊前悬架建立仿真模型,并对车轮定位参数和车轮跳动量进行仿真。通过对仿真结果和样车悬架同工况K&C台架试验数据进行比较,验证了所建模型的准确性。同时,应用ADAMS/insight软件对该悬架部分硬点坐标进行敏感度分析以及回归分析,并对模型进行硬点优化求解。对比优化前后的仿真结果可知,优化后车轮外倾角、车轮前束角变化量更小,主销内倾角、主销后倾角略有变化,有利于整车操纵稳定性,验证了该优化方法的可行性。