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飞行汽车前悬架建模与动态仿真

作　者: 薛隆海
导　师: 崔俊杰；李红选
学　校: 中北大学
专　业: 车辆工程
关键词: 飞行汽车 虚拟样机 双横臂悬架 动态仿真
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 2次
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内容摘要


随着城市交通环境压力的逐渐增加，人们迫切需要一种能够随时随地切换陆地行驶和空中飞行交通工具的出现。为了解决这一难题，近年来各国都在竞相研发飞行汽车，目前，全球很多国家都已经相继研制出各种各样的物理样机，很多国家已经进行了试飞试验。基于本文研究的飞行汽车是以考虑陆地行驶为主，我们重点对该车在陆地行使时的悬架系统进行相关研究。由于受到一些设计技术和开发成本的制约，传统的悬架系统设计方法周期偏长、成本很高。虚拟电子样机技术的出现和发展，为汽车悬架和整车的设计提供了一种有效的方法。首先，本文首先介绍了国内外飞行汽车的研究现状，并对该领域涉及的多体系统动力学、虚拟样机技术进行了简单介绍，并介绍了双横臂悬架系统的结构及其组成、运动特性以及相关理论知识。其次，以某轻型陆空两栖车辆为背景，以三维软件CATIA为基础建立了双横臂悬架的虚拟三维模型，初步完成了该悬架系统的虚拟样机装配模型,并通过装配干涉分析对前悬架一些装配不合理的地方进行改进，使其满足在虚拟样机设计的基本要求，同时为后文的仿真做准备工作。最后，详细介绍了ADAMS的算法和建模思路，在已经建立好的虚拟样机模型中提取所需要的参数和硬点坐标，然后在ADAMS中的悬架模板库ADAMS/CAR对飞行汽车前悬架跳动进行了运动学和动力学仿真实验，分析前悬架运动规律对一些车轮定位参数和悬架参数的影响，从而初步评估该悬架性能，并指出其可能出现该问题的原因；接着对飞行汽车悬架系统有无横向稳定杆的运动学和动力学做了对比分析，指出增加稳定杆后有助于整车的操纵稳定性，为整车以及悬架设计提供了参考依据。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 论文的研究背景和意义  10-11
  1.2 飞行汽车的国内外研究现状  11-12
  1.3 飞行汽车悬架样机仿真技术的研究及发展现状  12-17
    1.3.1 国外研究概况  13-16
    1.3.2 国内研究概况  16-17
  1.4 本文研究的内容和主要目标  17-19
第二章 虚拟样机技术概述  19-25
  2.1 虚拟样机技术相关概念  19-21
  2.2 虚拟样机技术的发展  21-22
  2.3 虚拟样机技术在汽车设计中的应用  22-25
第三章 汽车悬架概述及主要参数的确定  25-37
  3.1 汽车悬架概述  25-28
    3.1.1 汽车悬架系统的组成和作用  25-26
    3.1.2 汽车悬架的分类  26-27
    3.1.3 悬架运动的特点  27-28
  3.2 汽车悬架主要参数确定方法  28-32
    3.2.1 静挠度的确定方法  28-29
    3.2.2 动挠度的确定方法  29
    3.2.3 悬架刚度确定方法  29-30
    3.2.4 悬架弹性特性  30-31
    3.2.5 悬架导向机构设计的要求  31-32
  3.3 悬架系统运动特性分析及其性能评价指标  32-36
    3.3.1 悬架仿真的相关试验研究方法  32-33
    3.3.2 悬架系统参数相关分析  33-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 悬架虚拟样机的建立  37-50
  4.1 CATIA 软件及虚拟样机装配简介  37-39
    4.1.1 CATIA 软件及 DMU 简介  37-39
    4.1.2 虚拟装配技术介绍  39
  4.2 飞行汽车悬架虚拟样机的建立  39-45
    4.2.1 建立模型前的简化  39-40
    4.2.2 车轮模型的建立  40
    4.2.3 转向节模型的建立  40-41
    4.2.4 上下摆臂模型的建立  41-42
    4.2.5 减震器模型的建立  42
    4.2.6 前悬架模型虚拟装配  42-45
  4.3 前悬架虚拟样机 DMU 分析  45-49
    4.3.1 前悬架的初步干涉检测  45-46
    4.3.2 前悬架部件的装配调分析  46-49
    4.3.3 前悬架装配总检测  49
  4.4 本章小结  49-50
第五章 悬架的动态仿真  50-70
  5.1 MSC.ADAMS 简介  50-53
    5.1.1 ADAMS 概述  50
    5.1.2 ADAMS/Car 建模和仿真思路  50-52
    5.1.3 ADAMS 求解过程  52-53
  5.2 悬架仿真参数的获取  53-55
    5.2.1 坐标系的建立  53
    5.2.2 硬点坐标的获取  53-55
  5.3 前悬架系统的仿真  55-57
    5.3.1 前悬架模型子系统模板的建立  55-56
    5.3.2 转向子系统模型的建立  56-57
    5.3.3 前悬架仿真试验台的建立  57
  5.4 前悬架仿真及其试验  57-66
    5.4.1 飞行汽车相关参数及 ADAMS/Car 中相关参数设置  57-58
    5.4.2 前悬架单向轮跳动仿真激励仿真  58-63
    5.4.3 前悬架运动学仿真的评价  63
    5.4.4 前悬架外加载荷仿真分析  63-66
    5.4.5 前悬架动力学仿真评价  66
  5.5 加入横向稳定杆后悬架仿真相关参数的对比  66-69
    5.5.1 横向稳定模型和前悬架的装配  66-67
    5.5.2 加入横向稳定后运动学相关参数的对比  67-68
    5.5.3 加入横向稳定后动力学相关参数的对比  68-69
  5.6 本章小结  69-70
第六章 论文总结与工作展望  70-72
  6.1 论文总结  70-71
  6.2 论文展望  71-72
参考文献  72-76
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  76-77
致谢  77-78

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 行走系统 > 悬挂
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