基于有限元的钢板弹簧后悬架模型建立与整车操纵稳定性研究

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作为现代汽车最为重要的总成之一,悬架与汽车多方面的性能都有密切关系,并且是影响汽车操纵稳定性的重要因素。其对汽车操纵稳定性的影响,大部分是由汽车悬架性能参数变化产生的运动学和弹性运动学引起的,所以研究它们对提高汽车操纵稳定性有着重要意义。本文选取钢板弹簧后悬架这种应用非常广泛且具有代表意义的乘用车后悬架作为研究对象。对钢板弹簧这种柔性体结构,提出了更优的钢板弹簧动力学仿真分析模型的建模方法,并展开论述。还验证了该方法所建模型的准确性,分析计算了板簧悬架参数性能变化的运动学和弹性运动学特性及对整车性能的影响。利用所得结论,可以有效的改善这类乘用车的操纵稳定性。为了研究悬架参数性能变化引起的运动学和弹性运动学特性,所做工作如下:第一,在对板簧后悬架结构和特点进行分析的基础上,从板簧工作原理出发,在Abaqus软件中考虑了板簧工作过程中板片间的摩擦和装配应力等因素,建立了钢板弹簧后悬架的有限元模型,结合有限元法建模的合理流程,力求模型更接近实际。第二,首先,通过不同工况下的仿真试验,对建立的板弹簧后悬架模型进行仿真分析。其次,利用所得数据计算了悬架运动学特性的评价参数,通过对这些特性参数的变化和变动趋势来分析和评价悬架的运动学和弹性运动学特性。最后,与对标车对比,验证了模型的准确性。第三,在随后通过Lotus软件的整车仿真分析中,以麦弗逊前独立悬架和钢板弹簧后悬架,建立出整车仿真模型。并进行整车仿真试验:转向盘角阶跃输入瞬态响应试验和稳态回转试验。分析了对整车操纵稳定性的影响。论文研究表明:在研究钢板弹簧悬架性能中,本文采用的有限元技术与汽车动力学相结合的方法是十分有效的。与仅采用汽车动力学建立的模型相比较,采用该方法建立的模型更准确,仿真精度更高。在工程上,该方法的实用性很强。
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