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仿真

基于NX的双横臂独立悬架转向系统的仿真分析及优化

发表时间: 2015-11-13  作者: 张鹏  张勇  来源: 互联网
利用NX软件建立某客车双横臂独立悬架转向系统模型,对转向系统结构进行系统动力学仿真。

0 引言

    转向系统对汽车的转向性能,安全性、平顺性以及操控性能都有很大的影响。由于断开式梯形动力学性能较为复杂,传统的平面几何学以及单一多刚体运动学或者单一工况的CAE分析难以满足系统需求。如果要完全实现这一过程的虚拟仿真至少要同时应用建模、动力学仿真以及有限元分析三种或三种以上模块分析软件。而且在大量的数据转换过程中,利用多种软件容易导致数据转换过程中丢失而使分析结果失真。本文利用NX协同仿真,防止了数据转换过程的数据丢失,大大缩短了产品的开发周期和开发成本。

    国内外对双横臂独立悬架转向系统进行了一定的研究。本文将以某型样车双横臂独立悬架转向系统设计为研究对象,基于NX软件CAD、Motion、Natran模块建立刚柔耦合动力模型,进行转向系统动力学仿真以及断开点位置在轮胎跳动过程中对前轮前束的影响。同时重点分析转向节臂在各个角度受力情况,以及对其结果进行拓扑优化分析。

1 悬架转向系统多刚体动力学模型建立

    某型号样车的前悬架由下横臂、上横臂、上推力杆、下推力杆,转向节总成、转向节臂、转向横拉杆、减振器、扭杆弹簧、车轮及车架组成,如图1所示。根据在NX/CAD模型布置,切换在NX/Motion模块定义运动副,轮胎与地面间使用3d接触,施加2.8t前轴轴载荷,以及前轮定位参数选择及变化特性,同时考虑车轮跳动及转向过程中的干涉问题建立初步多刚体运动模型。

图1 前悬架数字化结构模型

2 转向运动特性分析及对前轮角的影响分析

    为了避免汽车转向时产生路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损,要求所有车轮在汽车转向时都作纯滚动。因此,在车轮为绝对刚体的假设条件下,内、外侧前轮转向角ɑ和β应满足阿克曼(Ackermann)转向几何关系学:

    式中:ɑ——内侧车轮转角;β——外侧车轮转角;B——左右前轮转向主销轴线与地面交点之间的距离;L——汽车轴距。

 

责任编辑:郝秋红