开题报告--汽车麦弗逊悬架设计及运动学分析

开题报告--汽车麦弗逊悬架设计及运动学分析

毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名吴俊班级B机制096学号指导教师吕红明完成日期2013年2月28日\n课题名称：汽车麦弗逊悬架设计及运动学分析一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1.课题来源生产实际2.课题研究的主要内容通过建立CATIA三维模型，然后麦弗逊悬架运动仿真，以便对四轮定位参数及相关零部件尺寸校核，并进行有效快捷的调整。3.国内外现状随着国内汽车行业的发展，对汽车舒适性，平顺性及操纵稳定性的要求越来越高，麦弗逊独立悬架由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆，其始终以其构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性等众多优点而应用广泛。我国于上世纪80年代开始麦弗逊式悬挂的研究，90年代开始收获研究成果。其中，吉林大学郭孔辉院士最早将系统动力学理论与随机振动理论引入汽车振动与载荷研究，同时编写了《汽车操纵动力学》，同济大学余卓平院长参与了“汽车半主动悬架研究”并做出卓越贡献，另外清华大学刘惟信，西南交通大学丁渭平等学者也为我国麦弗逊式悬挂系统的研究出了较大的贡献。至于国外，1934年Olley发明了被动悬架的基本原理，期间经过不断的发展和研究，被动悬架系统被广泛的应用于各式车辆之中。20世纪60年代美国GE公司提出了主动悬架概念；70年代，丰田、沃尔沃等汽车公司就在汽车上作了成功试验，使主动悬架控制系统以优越的减振性能满足了多种车辆的性能要求，不过虽然主动悬架性能优越却由于制造成本昂贵而不能推广应用。进入21世纪后，随着人们对汽车乘坐舒适性的不断追求，近年来已有不少豪华轿车和豪华SUV纷纷换装上了性能更优越的电子控制式主动悬架。此外，德国汽车专家耶尔森·赖姆帕尔编写了《汽车底盘基础》对各种悬架系统做了详尽的描述，从悬架系统运动学角度对悬架定位参数进行了定义，德国汽车专家阿达姆.措莫托在其所著的《汽车行驶性能》里系统的对悬架对汽车行驶的稳定性与舒适性影响进行了阐述，在此方面做出了杰出的贡献。\n在汽车行业，传统设计一般采用经验设计、数学推导法以及几何作图等方法，虽然满足设计要求，但是精度和效率不高。随着现代竞争的白热化，人们逐渐意识到提高产品质量、缩短产品开发周期及降低产品开发成本，最有效的途径是应用仿真工具进行系统水平的设计。随着计算机等工具的普遍使用，虚拟样机仿真技术得到了大的推广。目前在国外，ADAMS（机械系统动力学仿真分析软件）是较常用的研究软件，其中专门用于汽车动力学分析的ADAMS/Car模块，由于其仿真分析时间短，可重复性好，对各种方案可以进行快速优化对比，并可以完成在试验条件下不能进行的严酷工况分析，因此广泛应用于汽车设计领域。ADAMS中的Car模块是MSC与Audi、BMW，Renault和Volvo等公司合作开发的整车设计软件包，集成了他们在汽车设计、开发方面的专家经验，能够帮助工程师快速建造高精度的整车虚拟样机。它具有丰富的建模功能和强大的运动学与动力学解算能力，可以建立规模庞大、机构复杂的系统级仿真模型，可对悬架和整车的性能进行仿真分析和综合性能的评价。对于悬架系统来说，ADAMS/Car在仿真结束后，可自动计算出38种悬架特性，根据这些常规的悬架特性，用户又可定义出更多的悬架特性，产品设计完全可以通过这些特性曲线来对悬架进行综合性能的评价和分析。ADAMS/Insight模块能很方便地进行虚拟试验，精确地预测所设计的复杂机械系统在各种工作条件下的性能，并对试验结果提供专业化的统计结果。二、本课题拟解决的问题汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，它在很大程度上决定了汽车的行驶平顺性与舒适性，并进一步影响到汽车轮胎的使用寿命。　　因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求：　　（1）能满足汽车具有良好的操纵稳定性的要求；　　（2）降低轮胎的磨损程度　　（3）所有零部件应具有足够的强度和使用寿命；\n三、解决方案及预期效果1.解决方案（1）了解麦弗逊悬架，根据具体问题进行分析；（2）基于AutoCAD绘制麦弗逊悬架的二维图纸；（3）基于CATIA软件建立麦弗逊悬架的三维模型；（4）基于CATIA软件进行麦弗逊悬架运动仿真。2.预期效果（1）查阅资料，分析实验内容及方向，深入了解麦弗逊悬架；（2）讨论并设计实验方案，进行可行性论证分析确定项目实施方案；（3）计算说明书；（4）用CATIA三维建模；（5）用CATIA进行运动仿真。四、课题进度安排12月23日～1月19日．毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。1月6日～2月28日．开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告，前期检查。2月24日～5月6日．设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图，中期检查。5月7日～5月29日．设计完善工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书。5月30日～5月31日．毕业设计预答辩。6月1日～6月5日．毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月6日～6月7日．毕业设计材料评阅。6月8日～6月9日．毕业答辩。6月10日～6月20日．材料整理装袋。\n五、指导教师意见　　　　　　　　　　　　　　　　　签名　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　月　　日六、专业系意见签名　　　　　　年　月　　日七、学院意见　　　　　　　　　　　　　签名　　　　　　　　　　　　年　月　　日