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SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 李圣明 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B05-17班 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 √是□否 題目名稱 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 一、課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義 目的、依據(jù)和意義: 汽車懸架系統(tǒng)對(duì)整車行駛動(dòng)力學(xué)（如操縱穩(wěn)定性、行駛平順性等）有舉足輕重的影響，是汽車總布置設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)校核的重要內(nèi)容之一，由于汽車懸架系統(tǒng)是比較復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)，這些就給運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析帶來較大困難。人們采用不同的途徑或手段對(duì)其進(jìn)行分析研究，包括試驗(yàn)、簡化成理想約束條件下的機(jī)構(gòu)分析。過去多用簡化條件下的圖解法和分析計(jì)算法對(duì)汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行分析計(jì)算，用多自由度的質(zhì)量—阻尼剛體數(shù)學(xué)模型對(duì)汽車行駛狀況進(jìn)行仿真。所得的結(jié)果誤差較大，并且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的長足進(jìn)步，虛擬技術(shù)已經(jīng)成為世界汽車開發(fā)設(shè)計(jì)的應(yīng)用潮流。上世紀(jì)90年代中期以來，數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得到大力推廣，這是基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)仿真分析、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）及虛擬制造、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)及虛擬實(shí)驗(yàn)等先進(jìn)技術(shù)的全新的汽車設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)體系和流程。特別二十世紀(jì)八十年代以來這種情況得到了改變，而多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的成熟，使汽車動(dòng)力學(xué)的建模與仿真產(chǎn)生了巨大飛躍，特別是ADAMS軟件的成功應(yīng)用使虛擬樣機(jī)技術(shù)脫穎而出?；贏DAMS的虛擬樣機(jī)技術(shù)，可把懸架視為是由多個(gè)相互連接、彼此能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的多體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真比以往通常用兒個(gè)自由度的質(zhì)量一阻尼剛體（振動(dòng)）數(shù)學(xué)模型計(jì)算描述更加真實(shí)反映懸架特性及其對(duì)汽車行駛動(dòng)力學(xué)影響。 懸架是車輛重要的組成部分。其主要任務(wù)是傳遞車輪與車架之間的力和力矩，并緩和沖擊、衰減振動(dòng)。對(duì)改善車輛的行駛平順性、減輕車輛自重以及減少對(duì)公路的破壞具有重要息義。 在傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制過程中必須邊試驗(yàn)邊改進(jìn)，從設(shè)計(jì)到試制、試驗(yàn)、定型，產(chǎn)品開發(fā)成本較高，周期長。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，結(jié)合虛擬設(shè)計(jì)和虛擬試驗(yàn)，可以大大簡化懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 本課題研究的目的和意義就在于運(yùn)用ADAMS軟件建立車輛麥弗遜式懸架的虛擬設(shè)計(jì)及進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，在試制前的階段進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)仿真，并且提出優(yōu)化設(shè)計(jì)的意見，獲得分析車輪垂直跳動(dòng)與車輪前束角的變化等關(guān)系。獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，為生產(chǎn)實(shí)際提供理論支持。具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 研究現(xiàn)狀: 馬車出現(xiàn)的時(shí)候, 為了乘坐更舒適, 人類就開始對(duì)馬車的懸架（葉片彈簧）進(jìn)行孜孜不倦的探索。在1776年，馬車用的葉片彈簧取得了專利, 并且一直使用到20世紀(jì)30年代葉片彈簧才逐漸被螺旋彈簧代替。 汽車誕生后,隨著對(duì)懸架技術(shù)研究的深入，相繼出現(xiàn)了扭桿彈簧、氣體彈簧、橡膠彈簧、鋼板彈簧等彈性件，1934年世界上出現(xiàn)了第一個(gè)由螺旋彈簧組成的被動(dòng)懸架。 被動(dòng)懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定, 在行駛過程中路況保持不變，很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。為了克服這種缺陷，采用了非線性剛度彈簧和車身高度調(diào)節(jié)的方法，該方法雖然有一定成效，但無法根除被動(dòng)懸架的弊端。被動(dòng)懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車上，現(xiàn)代轎車的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架，比如桑塔納、夏利、賽歐等車，后懸架的選擇較多，主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架。被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，依照隨機(jī)振動(dòng)理論，它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果，但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，成本相對(duì)低廉且不需額外能量，因而應(yīng)用最為廣泛，在我國現(xiàn)階段，仍然有較高的研究價(jià)值對(duì)于汽車懸架系統(tǒng)的研究，國內(nèi)采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析和計(jì)算的工作起步較晚。七十年代初，長春汽車研究所和清華大學(xué)同時(shí)發(fā)展了汽車動(dòng)力學(xué)的研究。研究工作集中在平順性、操縱穩(wěn)定性性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法、試驗(yàn)方法及操縱穩(wěn)定性力學(xué)模型的建立、模型的計(jì)算方法、性能預(yù)測方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等。力學(xué)模型從七十年代研究汽車側(cè)偏和橫擺運(yùn)動(dòng)的二自由度線性模型，發(fā)展到包括側(cè)傾和轉(zhuǎn)向系在內(nèi)的三至五自由度乃至十三個(gè)自由度的非線性模型，其功能也從對(duì)汽車穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的分析，發(fā)展到汽車轉(zhuǎn)彎制動(dòng)性能的分析。90年代初人們開始把多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論和方法用于汽車技術(shù)領(lǐng)域，這標(biāo)志著汽車多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)向新的層次發(fā)展，許多有益的工作值得借鑒。 清華大學(xué)、吉林大學(xué)、武漢理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校都運(yùn)用ADAMS軟件建立多體動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)懸架系統(tǒng)操縱穩(wěn)定性的影響尤其是麥弗遜獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)做了深入的研究。也對(duì)麥弗遜獨(dú)立懸架模型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析，得出了其車輪外傾角、前輪前束角、主銷后傾角等前輪定位參數(shù)、懸架剛度、側(cè)傾剛度、側(cè)傾中心等參數(shù)在前輪左右輪心上下跳動(dòng)時(shí)的變化規(guī)律。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 分析麥弗遜式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架設(shè)計(jì)要求，分析減振器、彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，在懸架設(shè)計(jì)中，根據(jù)整車的布置要求以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù)，并在ADAMS軟件平臺(tái)上建立麥弗遜懸架的簡化物理模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，通過分析車輪垂直跳動(dòng)與車輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，運(yùn)用Pro/E建立虛擬麥弗遜懸架模型。 2、擬解決的主要問題 （1）對(duì)麥弗遜懸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算； （2）ADAMS的動(dòng)力學(xué)分析； （3）優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。 （4）Pro/E的實(shí)體物理建模； 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究 懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 數(shù)據(jù)采集、分析、處理 在ADAMS中進(jìn)行建模、仿真 優(yōu)化設(shè)計(jì) 基于PRO/E的實(shí)體模型的建立 形成研究成果 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第1、2周 （3月2日～3月15日） （2）麥弗遜懸架的設(shè)計(jì)計(jì) 第3、4、5周 （3月16日～4月5日） （3）應(yīng)用Pro/E建立懸架三維實(shí)體模型 第6、7、8周 （4月6日～4月26日） （4）應(yīng)用ADAMS進(jìn)行懸架的動(dòng)力學(xué)仿真分析 第9、10、11周 （4月27日～5月17日） （5）優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)用Pro/E進(jìn)行模型的重新建模 第12、13、14周 （5月18日～6月7日） （6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周 （6月8日～6月21日） （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 （6月22日～6月28日） 五、參考文獻(xiàn) (1) 張俊,麥弗遜懸架的虛擬設(shè)計(jì)及試驗(yàn)平臺(tái)的研究.[D]武漢理工大學(xué),2007,6. (2) 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].人民教育出版社,2003,7. (3) 曹民,范永法.汽車懸架技術(shù)的進(jìn)展與預(yù)測[J].上海汽車,2000,7(3):5-8. (4) 萬鋼,秦明，吳憲.轎車懸架技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].上海汽車，2004,7(6):656-682. (5) 姚嘉.汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展與控制理論[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)，2004,3(5):431-438. (6) 胡寧,羅素云.麥弗遜懸架運(yùn)動(dòng)分析的空間解析法[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車,2007, 34(3):7-10. (7) 夏長高.麥弗遜式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)特性[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2004，35(6):744-760. (8) 周水清.基于虛擬樣機(jī)的汽車平順性仿真分析[J].汽車科技,2005,36(4):7-9. (9) 陸丹.基于ADAMS的麥弗遜前懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國制造信息化,2004，33(8):106-109. (10) 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社，2001,7. (11) 李軍.ADAMS實(shí)例教程[M].北京理工大學(xué)出版社,2002，7. (12) 趙新紅.麥弗遜式懸架在車輪轉(zhuǎn)向和跳動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析 [D],湖南大學(xué),2003. (13) 任志華,吳琦.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 零件設(shè)計(jì).中國電力出版社,2007,9. （14）褚志剛，汽車前輪定位參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2003 2 （15）王國強(qiáng)，虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在ADAMS 上的應(yīng)用，西安西北工業(yè)大學(xué)出版社2002 （16）趙亦同，懸架側(cè)傾特性參數(shù)及動(dòng)力學(xué)仿真，傳動(dòng)技術(shù)，2001 1 （17）丁華，麥弗遜懸架系統(tǒng)性能研究，江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)2001 10 （18）孔明樹，解放牌CA10B 型汽車前輪前束的改進(jìn)，汽車技術(shù)1986 3 (19) Daniel A.Mantaras, Pablo Luque and Carlos Vera.Development and validation of a three-dimensional kinematec model for the McPherson steering and suspension meehanisms. Meehanism and Machine Theory, Volume39, Issue6, June 2004, Pages603-619 (20) Jaehyung Lee, D.J.Thompson, Hong Hee Yoo.et al.Vibration analysis of a vehicle body and suspensionInternational Journal of Vehicle system Design a substructure synthesis method.Vol.24, No.4, 2000, Pages471-477 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 4 SY-025-BY-1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目審定表 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 課題適用專業(yè) 車輛工程 課題類型 Z 課題簡介：（主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式。） 一、 主要內(nèi)容 1、查閱國內(nèi)外汽車懸架技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)行總結(jié)分析。2、采用虛擬樣機(jī)分析軟件ADAMS，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件PRO/E，在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動(dòng)力學(xué)模型。3、加上路面的激勵(lì)后，對(duì)車輪跳動(dòng)時(shí)懸架的各種參數(shù)的變化進(jìn)行分析。4、根據(jù)汽車車輪在行駛時(shí)側(cè)滑量盡量小的要求，對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化求解。5、完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫。 二、選題意義 隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)汽車懸架的要求越來越高。汽車懸架系統(tǒng)對(duì)整車行駛動(dòng)力學(xué)（如操縱穩(wěn)定性、行駛平順等）有舉足輕重的影響?？墒怯捎谄噾壹芟到y(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的多體系統(tǒng)，其構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系十分復(fù)雜，這就給通過傳統(tǒng)的計(jì)算方法分析懸架的各種特性帶來許多的困難。因此，懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析在汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中占有很重要的地位。 三、現(xiàn)有條件 學(xué)校現(xiàn)有圖書館、實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)資源，相關(guān)的設(shè)計(jì)參考資料和設(shè)計(jì)簡圖。 四、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式 采用虛擬樣機(jī)分析軟件ADAMS，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件PRO/E，在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)汽車車輪在行駛時(shí)側(cè)滑量盡量小的要求，對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化求解。完成PRO/E總裝圖1張，零件實(shí)體圖若干張，設(shè)計(jì)說明書1.5萬字，并完成相應(yīng)的外文翻譯量。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教 研 室 意 見 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度 □好 □較好 □一般 □較差 2 對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度 □好 □較好 □一般 □較差 3 選題與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度 □好 □較好 □一般 □較差 4 論文選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值 □好 □較好 □一般 □較差 5 課題預(yù)計(jì)工作量 □較大 □適中 □較小 6 課題預(yù)計(jì)難易程度 □較難 □一般 □較易 教研室主任簽字： 年 月 日 系（部）教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見： 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 注：課題類型填寫 W.科研項(xiàng)目；X.生產(chǎn)（社會(huì)）實(shí)際；Y.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；Z.其它。 SY-025-BY-2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 李圣明 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B05-17班 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義 隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)汽車懸架的要求越來越高。汽車懸架系統(tǒng)對(duì)整車行駛動(dòng)力學(xué)（如操縱穩(wěn)定性、行駛平順等）有舉足輕重的影響?？墒怯捎谄噾壹芟到y(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的多體系統(tǒng)，其構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系十分復(fù)雜，這就給通過傳統(tǒng)的計(jì)算方法分析懸架的各種特性帶來許多的困難。因此，懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析在汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中占有很重要的地位。 二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 1、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容 （1）查閱國內(nèi)外汽車懸架技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)，分析研究題目的意義和發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行總結(jié)分析； （2）采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件PRO/E，設(shè)計(jì)麥弗遜式前懸架的零件的實(shí)體圖和裝配圖； （3）麥弗遜懸架機(jī)構(gòu)的空間位置分析； （4）采用虛擬樣機(jī)分析軟件ADAMS，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件PRO/E，在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動(dòng)力學(xué)模型； （5）加上路面的激勵(lì)后，對(duì)車輪跳動(dòng)時(shí)懸架的各種參數(shù)的變化進(jìn)行分析?；贏DAMS/View模塊的麥弗遜懸架模型的分析； （6）根據(jù)汽車車輪在行駛時(shí)側(cè)滑量盡量小的要求，對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化求解； （7）對(duì)比分析，完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫。 2、技術(shù)要求（研究方法） （1）采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件PRO/E，總裝配圖和實(shí)體圖； （2）在ADAMS/View中建立麥弗遜式前懸架的多體動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)汽車車輪在行駛時(shí)側(cè)滑量盡量小的要求，對(duì)懸架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化求解； 三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果 1、計(jì)算說明部分 設(shè)計(jì)說明書一份 2、圖紙部分 汽車懸架的PRO/E實(shí)體圖若干張； 四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第1、2周 （2）麥弗遜懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 第3、4、5周） （3）應(yīng)用Pro/E建立懸架三維實(shí)體模型 第6、7、8周） （4）應(yīng)用ADAMS進(jìn)行懸架的動(dòng)力學(xué)仿真分析 第9、10、11周） （5）優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)用Pro/E進(jìn)行模型的重新建模 第12、13、14周） （6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周 （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 五、主要參考資料 [1]陳家瑞．汽車構(gòu)造[M]．人民交通出版社，2003，2 [2]梁新成，黃志剛等．汽車懸架的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J]．北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，3 [3]湯靖，高翔，陸丹．基于ADAMS 的麥弗遜前懸架優(yōu)化研究[J]．計(jì)算機(jī)輔助工程，2004，3 [4]姚嘉，韓明輝．汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展與控制理論[J]．佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，3 [5] 李軍.ADAMS實(shí)例教程[M].北京理工大學(xué)出版社,2002，7. [6]李軍．ADAMS實(shí)例教程[M]．北京理工大學(xué)出版社，2002，７ [7]曹民，范永法．汽車懸架技術(shù)的進(jìn)展與預(yù)測[J]．上海汽車，2000，７ [8]林弋輝．車輛半主動(dòng)懸架的控制策略及仿真[J]．四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，2 [9]A．S．Cherry andR．P．Jones．Fuzzyl0gic control of automotive suspension system[J]．IEE，1995，142（２） 六、備注 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 李圣明 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B05-17班 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 √是□否 題目名稱 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 一、課題研究現(xiàn)狀，選題的目的、依據(jù)和意義 目的、依據(jù)和意義: 汽車懸架系統(tǒng)對(duì)整車行駛動(dòng)力學(xué)（如操縱穩(wěn)定性、行駛平順性等）有舉足輕重的影響，是汽車總布置設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)校核的重要內(nèi)容之一，由于汽車懸架系統(tǒng)是比較復(fù)雜的空間機(jī)構(gòu)，這些就給運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析帶來較大困難。人們采用不同的途徑或手段對(duì)其進(jìn)行分析研究，包括試驗(yàn)、簡化成理想約束條件下的機(jī)構(gòu)分析。過去多用簡化條件下的圖解法和分析計(jì)算法對(duì)汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行分析計(jì)算，用多自由度的質(zhì)量—阻尼剛體數(shù)學(xué)模型對(duì)汽車行駛狀況進(jìn)行仿真。所得的結(jié)果誤差較大，并且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的長足進(jìn)步，虛擬技術(shù)已經(jīng)成為世界汽車開發(fā)設(shè)計(jì)的應(yīng)用潮流。上世紀(jì)90年代中期以來，數(shù)字化設(shè)計(jì)與虛擬開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得到大力推廣，這是基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)仿真分析、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）及虛擬制造、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)及虛擬實(shí)驗(yàn)等先進(jìn)技術(shù)的全新的汽車設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)體系和流程。特別二十世紀(jì)八十年代以來這種情況得到了改變，而多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的成熟，使汽車動(dòng)力學(xué)的建模與仿真產(chǎn)生了巨大飛躍，特別是ADAMS軟件的成功應(yīng)用使虛擬樣機(jī)技術(shù)脫穎而出?；贏DAMS的虛擬樣機(jī)技術(shù)，可把懸架視為是由多個(gè)相互連接、彼此能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的多體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真比以往通常用兒個(gè)自由度的質(zhì)量一阻尼剛體（振動(dòng)）數(shù)學(xué)模型計(jì)算描述更加真實(shí)反映懸架特性及其對(duì)汽車行駛動(dòng)力學(xué)影響。 懸架是車輛重要的組成部分。其主要任務(wù)是傳遞車輪與車架之間的力和力矩，并緩和沖擊、衰減振動(dòng)。對(duì)改善車輛的行駛平順性、減輕車輛自重以及減少對(duì)公路的破壞具有重要息義。 在傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制過程中必須邊試驗(yàn)邊改進(jìn)，從設(shè)計(jì)到試制、試驗(yàn)、定型，產(chǎn)品開發(fā)成本較高，周期長。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，結(jié)合虛擬設(shè)計(jì)和虛擬試驗(yàn)，可以大大簡化懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程，大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的系統(tǒng)性能，獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 本課題研究的目的和意義就在于運(yùn)用ADAMS軟件建立車輛麥弗遜式懸架的虛擬設(shè)計(jì)及進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，在試制前的階段進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)仿真，并且提出優(yōu)化設(shè)計(jì)的意見，獲得分析車輪垂直跳動(dòng)與車輪前束角的變化等關(guān)系。獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品制造出之前，就可以發(fā)現(xiàn)并更正設(shè)計(jì)缺陷，完善設(shè)計(jì)方案，縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，為生產(chǎn)實(shí)際提供理論支持。具有一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 研究現(xiàn)狀: 馬車出現(xiàn)的時(shí)候, 為了乘坐更舒適, 人類就開始對(duì)馬車的懸架（葉片彈簧）進(jìn)行孜孜不倦的探索。在1776年，馬車用的葉片彈簧取得了專利, 并且一直使用到20世紀(jì)30年代葉片彈簧才逐漸被螺旋彈簧代替。 汽車誕生后,隨著對(duì)懸架技術(shù)研究的深入，相繼出現(xiàn)了扭桿彈簧、氣體彈簧、橡膠彈簧、鋼板彈簧等彈性件，1934年世界上出現(xiàn)了第一個(gè)由螺旋彈簧組成的被動(dòng)懸架。 被動(dòng)懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定, 在行駛過程中路況保持不變，很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。為了克服這種缺陷，采用了非線性剛度彈簧和車身高度調(diào)節(jié)的方法，該方法雖然有一定成效，但無法根除被動(dòng)懸架的弊端。被動(dòng)懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車上，現(xiàn)代轎車的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架，比如桑塔納、夏利、賽歐等車，后懸架的選擇較多，主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架。被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，依照隨機(jī)振動(dòng)理論，它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果，但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，成本相對(duì)低廉且不需額外能量，因而應(yīng)用最為廣泛，在我國現(xiàn)階段，仍然有較高的研究價(jià)值對(duì)于汽車懸架系統(tǒng)的研究，國內(nèi)采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析和計(jì)算的工作起步較晚。七十年代初，長春汽車研究所和清華大學(xué)同時(shí)發(fā)展了汽車動(dòng)力學(xué)的研究。研究工作集中在平順性、操縱穩(wěn)定性性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法、試驗(yàn)方法及操縱穩(wěn)定性力學(xué)模型的建立、模型的計(jì)算方法、性能預(yù)測方法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等。力學(xué)模型從七十年代研究汽車側(cè)偏和橫擺運(yùn)動(dòng)的二自由度線性模型，發(fā)展到包括側(cè)傾和轉(zhuǎn)向系在內(nèi)的三至五自由度乃至十三個(gè)自由度的非線性模型，其功能也從對(duì)汽車穩(wěn)定性的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)的分析，發(fā)展到汽車轉(zhuǎn)彎制動(dòng)性能的分析。90年代初人們開始把多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論和方法用于汽車技術(shù)領(lǐng)域，這標(biāo)志著汽車多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)向新的層次發(fā)展，許多有益的工作值得借鑒。 清華大學(xué)、吉林大學(xué)、武漢理工大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校都運(yùn)用ADAMS軟件建立多體動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)懸架系統(tǒng)操縱穩(wěn)定性的影響尤其是麥弗遜獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)做了深入的研究。也對(duì)麥弗遜獨(dú)立懸架模型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析，得出了其車輪外傾角、前輪前束角、主銷后傾角等前輪定位參數(shù)、懸架剛度、側(cè)傾剛度、側(cè)傾中心等參數(shù)在前輪左右輪心上下跳動(dòng)時(shí)的變化規(guī)律。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 分析麥弗遜式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架設(shè)計(jì)要求，分析減振器、彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，在懸架設(shè)計(jì)中，根據(jù)整車的布置要求以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù)，并在ADAMS軟件平臺(tái)上建立麥弗遜懸架的簡化物理模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，通過分析車輪垂直跳動(dòng)與車輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，運(yùn)用Pro/E建立虛擬麥弗遜懸架模型。 2、擬解決的主要問題 （1）對(duì)麥弗遜懸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算； （2）ADAMS的動(dòng)力學(xué)分析； （3）優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。 （4）Pro/E的實(shí)體物理建模； 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究 懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 數(shù)據(jù)采集、分析、處理 在ADAMS中進(jìn)行建模、仿真 優(yōu)化設(shè)計(jì) 基于PRO/E的實(shí)體模型的建立 形成研究成果 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第1、2周 （3月2日～3月15日） （2）麥弗遜懸架的設(shè)計(jì)計(jì) 第3、4、5周 （3月16日～4月5日） （3）應(yīng)用Pro/E建立懸架三維實(shí)體模型 第6、7、8周 （4月6日～4月26日） （4）應(yīng)用ADAMS進(jìn)行懸架的動(dòng)力學(xué)仿真分析 第9、10、11周 （4月27日～5月17日） （5）優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)用Pro/E進(jìn)行模型的重新建模 第12、13、14周 （5月18日～6月7日） （6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周 （6月8日～6月21日） （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 （6月22日～6月28日） 五、參考文獻(xiàn) (1) 張俊,麥弗遜懸架的虛擬設(shè)計(jì)及試驗(yàn)平臺(tái)的研究.[D]武漢理工大學(xué),2007,6. 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Meehanism and Machine Theory, Volume39, Issue6, June 2004, Pages603-619 (20) Jaehyung Lee, D.J.Thompson, Hong Hee Yoo.et al.Vibration analysis of a vehicle body and suspensionInternational Journal of Vehicle system Design a substructure synthesis method.Vol.24, No.4, 2000, Pages471-477 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 4 SY-025-BY-4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)記錄 日期 地點(diǎn) 指導(dǎo)方式 指導(dǎo)記錄 （指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路） 學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期 地點(diǎn) 指導(dǎo)方式 指導(dǎo)記錄 （指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路） 學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期 地點(diǎn) 指導(dǎo)方式 指導(dǎo)記錄 （指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路） 學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名： SY-025-BY-5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 填表日期 2009年4 月 25日 迄今已進(jìn)行 8 周剩余 8 周 學(xué)生姓名 李圣明 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B05-17 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 學(xué) 生 填 寫 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 1. 確定設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 2. 查閱相關(guān)資料確定主要設(shè)計(jì)方案 3. 計(jì)算各組成元件，選取零件 4. 校核零件 5. 會(huì)制造圖 1. 用PRO/E軟件繪制零件實(shí)體圖，裝配圖 2. 編寫說明書 3. 審查 修改 4. 答辯 存在問題及努力方向 　 學(xué)生簽字： 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-6 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)分表 學(xué)生姓名 李圣明 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B05-17 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 序號(hào) 評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度 10 3 綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 15 4 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力 20 5 計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性 20 7 設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度 10 得 分 X= 評(píng) 語：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語，注意反映該論文的特點(diǎn)） 　 　 　 　 　 　 　　 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 SY-025-BY-7 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱人評(píng)分表 學(xué)生 姓名 李圣明 專業(yè) 班級(jí) 車輛工程B05-17 指導(dǎo)教 師姓名 王慧文 職稱 教授 題目 　基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 序號(hào) 評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度 10 3 綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 15 4 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力 25 5 計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性 20 7 設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評(píng) 語：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語，注意反映該論文的特點(diǎn)） 　 　　 　 　 　 　 　　 　 　 　　 　 　 評(píng)閱人簽字 ： 年 月 日 SY-025-BY-8 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)分表 學(xué)生 姓名 李圣明 專業(yè) 班級(jí) 車輛工程B05-17 指導(dǎo) 教師 王慧文 職 稱 教授 題目 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 答辯 時(shí)間 月 日 時(shí) 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序號(hào) 評(píng) 審 指 標(biāo) 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、與實(shí)際的結(jié)合程度 10 2 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力、計(jì)算能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力 10 3 應(yīng)用文獻(xiàn)資料、計(jì)算機(jī)、外文的能力 10 4 設(shè)計(jì)說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）、實(shí)用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備情況 5 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)自述情況 20 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評(píng)語： 　 　 　 　 　 　 　 　 　 答辯組長簽字： 年 月 日 SY-025-BY-9 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績?cè)u(píng)定表 學(xué)生姓名 李圣明 性別 男 系部 汽車系 專業(yè) 車輛工程 班級(jí) B05-17 設(shè)計(jì)（論文）題目 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 指導(dǎo)教師姓名 王慧文 職稱 教授 指導(dǎo)教師 評(píng)分（X） 評(píng)閱教師姓名 職稱 評(píng)閱教師 評(píng)分（Y） 答辯組組長 職稱 答辯組 評(píng)分（Z） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績 百分制 五級(jí)分制 答辯委員會(huì)評(píng)語： 答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 系部公章： 年 月 日 注：1、指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯組評(píng)分按百分制填寫，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、評(píng)語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(jì)（論文）水平、設(shè)計(jì)（論文）撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評(píng)價(jià)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理材料 題 目 基于ADAMS軟件轎車前 懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 學(xué)生姓名 李圣明 系部名稱 汽車工程系 專業(yè)班級(jí) 車輛工程B05-17 指導(dǎo)教師 王慧文 職 稱 教授 教研室 車輛工程 起止時(shí)間 2009.3—2009.6 教 務(wù) 處 制 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于ADAMS軟件轎車前懸架動(dòng)態(tài)模擬與仿真 系部名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 B05-17班 學(xué)生姓名： 李圣明 指導(dǎo)教師： 王慧文 職 稱： 教 授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○○九年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Based on ADAMS Software Car Suspension Dynamic Modeling and Simulation Candidate：Li Shengming Specialty：Vehicle Engineering Class：B05-17 Supervisor：Prof. Wang Huiwen Heilongjiang Institute of Technology 2009-06·Harbin