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基于ADAMS的某车麦弗逊前悬架仿真与分析
雷刚，樊伟
（重庆理工大学重庆汽车学院汽车零部件及其检测技术教育部重点实验室，重庆400050）
照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景
摘要:针对重庆力帆汽车制造厂生产的某轿车悬架，文章在机械系统动力学仿真分析软件ADAMS环境下建立了麦弗逊式前悬架多体系统精确模型，并对模型执行双侧车轮同向激振的仿真，研究分析了悬架定位参数随车轮上下跳动时的变化规律。通过验证悬架参数的合理性，为后续悬架的改进和整车的设计提供了重要的参考数据。
关键词：ADAMS；麦弗逊悬架；定位参数；仿真
SimulationandAnalysisofMcphersonSuspensionBasedonADAMS
LEIGang，FANWei
(ChongqingUniversityofTechnology,ChongQingAutomobileCollege,
TheKeyLabofAutomobileParts&TestTechnique,MinistryOfEducation,ChongQing,400050,China)
Abstract：AimedatacarsuspensionofChongQingLiFancarfactoryproduction,themacphersonsuspensionmultibodysystemaccuratemodelwasestablishedundertheenvironmentofthemechanicalsystemdynamicssimulationanalysissoftwareADAMS,andconductsmodelbilateralwheelsexecutivewhetherisolatedsimulation,thestudyanalyzedthesuspensionpositioningparameterschangerulewhenwheelaboutbeats.Throughverificationsuspensionparameterofrationality,wecanprovideimportantreferencedataforthesubsequnentsuspensionimprovementandvehicledesign.
Keywords：ADAMS；Mcphersonsuspension；Alignmentparameters；Simulation悬架是车架与车桥之间的传力连接装置，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车能够平稳地行驶。汽车悬架设计对整车行驶动力学有举足轻重的影响，悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性和操纵稳定性有很大影响。
在ADAMS的虚拟样机技术中，可以把悬架视为是有多个相互作用、彼此能够相对运动的多体运动系统，其动力学仿真能够更加真实的反映运动特性及其对汽车动力学的影响。运用虚拟样机技术，可以大幅度缩短产品研发周期，大量减少开发费用和成本，明显提高产品的质量。
文章利用ADAMS/Car模块建立了麦弗逊式前悬架模型，并进行两侧车轮同向跳动仿真试验，对悬架定位参数随车轮跳动度的变化规律进行研究分析，验证某车的悬架定位参数的合理性。
麦弗逊前悬架多体动力学建模
1.1多体系统动力学方程
悬架设计中的虚拟样机技术以多体动力学为理论基础，采用机械系统仿真软件ADAMS进行悬架运动学分析，应用拉格朗日乘子法建立系统运动方
程。在ADAMS软件中，选择适当的广义坐标对物体进行描述，对刚体i，采用质心在惯性参考系中的笛卡尔坐标和反映刚体方位的欧拉角作为广义坐标，即：
（1）
每个刚体用6个广义坐标描述，根据拉格朗日乘子法，建立多刚体系统动力学方程为：
（2）
式中：——完整约束方程；
——非完整约束方程；
T——系统动能；
q——系统广义坐标列阵；
Q——广义力列阵；
P——对应于完整约束的拉氏乘子列阵；
——对应于非完整约束的拉氏乘子列阵。
式（2）包括了机构连接所要求的运动学约束，对式（2）数值积分，并且每步校核是否满足约束就是解决机构动力学数值仿真问题。
1.2麦弗逊前悬架模型分析
麦弗逊悬架是铰接式滑柱与下横臂组成的悬架形式，结构简单，布置紧凑，响应速度快，有较好的行驶稳定性，微型车大多选用麦弗逊式悬架作为其前悬挂[1]。实车麦弗逊前悬架如图1所示。

图1某车麦弗逊前悬架
麦弗逊悬架左右对称于汽车纵向平面，由车轮总成、下摆臂、转向器齿条、转向横拉杆、转向节总成(包括减振器下体、轮毂轴、制动底板等)、减振器及车身组成，其结构示意图如图2所示。各刚体之间的连接关系如下：减振器上端与车身的连接有3个自由度，故简化为球铰，转向节总成与减振器上体