机械设计制造及其自动化毕业设计基于MATLAB的双横臂独立悬架优化设计.doc
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1、 本 科 毕 业 设 计 基于MATLAB的双横臂独立悬架优化设计姓 名 刘昌帆 院 系 交通学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2010级 学 号 20102814038 指导教师 王保卫 2014年6月22日独 创 声 明本人郑重声明:所呈交的毕业设计,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。此声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二一四年六月一日毕业设计使用授权声明本人完全了解鲁东大
2、学关于收集、保存、使用毕业设计的规定。本人愿意按照学校要求提交设计的印刷本和电子版,同意学校保存设计的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计;同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者(签名): 二一四年六月一日毕业设计选题报告姓名刘昌帆性别男学院交通学院年级2010学号20102814038设计题目基于matlab的双横臂独立悬架优化设计课题来源教师推荐课题类别应用研究选做本课题的原因及条件分析:大学期间学习的汽车理论、汽车构造、汽车设计等专业课以及对matlab软件的
3、应用,为这次课题奠定了基础。通过做这个题目的毕业设计能够系统运用所学的有关专业知识;并且能够将所学的理论知识运用到实践中去,尤其是matlab的计算仿真功能与汽车悬架稳定性相结合处理问题,使我们在大学期间学习的知识得到了很好的运用,提高了自己的学习能力和实践能力。 指导教师意见:双横臂独立悬架是目前汽车的重要组成部分,对汽车的舒适性与安全性有重要的影响。该生已经学过汽车理论、汽车构造、汽车设计等专业课以及对matlab软件的应用,为选择该课题奠定了基础。同时该生在图书馆查阅了大量有关汽车悬架的资料,加深了对这方面的知识。总之,该生具备了完成该设计的条件。同意选择该选题。 签名:2013年12月
4、20日院(系)毕业设计(论文)领导小组意见: (公章) 2013年12月 20日 毕业设计任务下达书学院 交通学院 专业 机械设计及其自动化 学号 20102814038 姓名 刘昌帆 现将毕业设计任务下达书发给你。毕业设计任务下达书内容如下:一、毕业设计题目基于matlab的双横臂独立悬架优化设计二、主要内容分析车辆常见悬架的特点,在此基础上分析双横臂独立悬架的优缺点,建立悬架设计的约束函数,采用matlab进行优化设计计算,得出影响车轮转向和跳动的因素。三、具体要求1)遵守纪律,按时到指定地点进行设计工作,如有缺勤情况按规定给予处理;2)独立完成,严禁抄袭,严禁请他人代做,保质保量按期完成
5、论文任务;3)设计应中心突出,内容充实,数据可靠,结构紧凑,层次分明,文字流畅,字迹工整;4)毕业设计说明书以不少于10000字为宜;5)电子版和纸纸版文件一份(A4纸质);6)设计文件格式完全符合要求。四、主要参考文献1 陈家瑞.汽车构造M.北京:人民交通出版社,1994.3.2 王望予. 汽车设计M. 北京:机械工业出版社,2000.10.3 双横臂独立悬架在车轮转向和跳动时的分析.D. 长沙:1997/4.4 张贤明. MATLAB语言及应用案例 M. 南京:东南大学出版社,2010.9.5 余志生.汽车理论M.北京:机械工业出版社,1990.9.五、进程安排阶段起 止 日 期主 要 内
6、 容12013年12月22日2014年2月23日课题调研22014年2月24日2014年3月1日开题32014年3月2日2014年5月25日设计文件撰写,修改设计初稿42014年5月26日2014年6月1日结题评阅,修改并打印正稿,答辩准备 52014年6月2日2014年6月8日答辩,资料装袋、归档六、本毕业设计任务下达书于2013年12月28日发出。毕业设计应于2014年5月30日前完成后交指导教师,由指导教师评阅后提交毕业设)答辩委员会。七、毕业设计任务下达书一式两份,一份给学生,一份留学院存档。指导教师: 签发于2013年12月28日分管院长: 签发于2013年12月28日毕业设计开题报
7、告姓名刘昌帆性别男学院交通学院年级2010学号20102814038题 目基于matlab的双横臂独立悬架优化设计课题来源教师推荐课题类别应用研究选题意义:悬架及其转向系统是汽车的重要部分,对汽车的安全行驶有重要的影响。相比较于转向系统,悬架系统对汽车安全性与舒适性的影响更大。由于汽车是一个统一的生态整体,要想准确无误地描述汽车的运动,必须要建立精确的数学模型,并且借助科学的计算方法对模型进行优化设计,并对最后的优化结果进行研究分析,并对其实用性加以科学验证。本设计主要分析基于matlab条件下对车辆双横臂独立悬架的优化设计,为了综合全面的分析问题,将有关空间运动学的原理和本课题相结合,得到最
8、可行的优化结果。研究主要内容和预期结果:对常见的双横臂悬架的断开式转向梯形做运动学分析,将matlab的优化运算运用到汽车双横臂式独立悬架的优化设计中,并通过计算找到转向梯形断开点的最佳坐标位置,进而通过分析汽车悬架导向机构的空间运动方程,降低其与汽车转向杆系的运动不协调性,找到设计汽车双横臂式独立悬架转向梯形的最可行的办法。通过设计可以预测经过优化后的转向梯形协调性明显提高。拟采取的研究方法和技术路线:本设计是运用空间机构学原理,对常见的双横臂悬架的断开式转向梯形做运动学分析,再由实际上双横臂式独立悬架及转向系空间所处布局,建立了以横拉杆断开点和梯形臂节点的优化变量,横拉杆断开点和梯形臂节点
9、空间布置坐标可变化范围为约束条件,将matlab的优化运算运用到汽车双横臂式独立悬架的优化设计中,并通过计算找到转向梯形断开点的最佳坐标位置,进而通过分析汽车悬架导向机构的空间运动方程,降低其与汽车转向杆系的运动不协调性,找到设计汽车双横臂式独立悬架转向梯形的最可行的办法。指导教师意见:该生在该设计研究中主要是通过采用matlab软件进行模拟分析,包括设计算法、建立模型、优化仿真、结果对比等。该生已经学过汽车理论、汽车构造、汽车设计等专业课以及对matlab软件的应用,为选择该课题奠定了基础。同时该生在图书馆查阅了大量有关汽车悬架的资料,加深了对这方面的知识。总之,该生具备了完成该设计的条件。
10、同时该生在内容上的安排比较条理清晰,能够较完整的阐述整个研究过程,在进度与计划上的安排上比较合理,内容较为完整,层次结构安排科学,主要内容突出。同意开题。 签名: 2014 年2月26日院(系)毕业论文(设计)领导小组意见: (签章) 2014年2月26日毕业设计结题报告姓名刘昌帆性别男学院交通学院年级2010学号20102814038题 目基于matlab的双横臂独立悬架优化设计课题来源教师推荐课题类别应用研究本课题完成情况介绍:本设计以汽车双横臂式独立悬架的转向机构为研究内容,分析双横臂式独立悬架其转向梯形在选择不同的位置时对汽车前轮跑偏、振动的影响,通过空间运动学的基本原理,画出各点的运
11、动轨迹,以此来确定转向梯形的位置坐标。经过matlab软件对汽车转向梯形断开点的位置进行优化,降低了其与汽车转向杆系的运动不协调性,找到了设计汽车双横臂式独立悬架转向梯形的最可行的办法,最后得出经过优化后的转向梯形能明显符合汽车转向的要求。指导教师评语:设计选题符合专业培养目标,能够达到综合训练目标,题目有较高难度,工作量大。选题具有较大的实践指导意义。该生查阅文献资料能力强,能全面收集关于汽车悬架的资料。本设计篇幅完全符合学院规定,内容完整,层次结构安排科学,主要观点突出,逻辑关系清楚,有一定的个人见解。内容完全相符,设计思路非常清晰,计算过程非常准确,语言表达流畅,格式完全符合规范要求;参
12、考了丰富的文献资料,其时效性较强;没有抄袭现象,同意结题。 签名: 2014年5月28日院(系)毕业设计(论文)领导小组意见:(公章) 2014年5月28日指导教师评定成绩毕业设计成绩评定表学院: 交通学院 学号:20102814038姓 名刘昌帆总成绩:题 目基于matlab的双横臂独立悬架优化设计评阅人评语评定成绩: 签名: 2014年5月31日答辩小组评语答辩成绩: 组长签名: 2014年6月9日目 录 1 绪论2 1.1 引言21.2 国内外对悬架设计的研究概述31.3 本课题研究内容32 双横臂悬架与转向梯形42.1 双横臂独立悬架结构及其应用42.2 双横臂独立悬架及其转向系统52
13、.3 本章小结83 转向梯形断开点位置模型的建立与优化93.1 转向梯形位置模型的建立93.2 转向梯形断开点模型的优化113.3 本章小结144 总结15参考文献:15附录.16致 谢21基于MATLAB的双横臂独立悬架优化设计刘昌帆(交通学院 机械制造及其自动化专业 2010级机械本1003班20102814038)摘要:汽车悬架设计,传统的设计方法通常采用平面作图法,但是对悬架系统的空间布置有所忽略,优化结果很不理想。本设计的方法是运用空间机构学原理,对双横臂悬架的断开式转向梯形做运动学分析,再由实际上双横臂式独立悬架及转向系空间所处布局,建立了以横拉杆断开点和梯形臂节点的优化变量,横拉
14、杆断开点和梯形臂节点空间布置坐标可变化范围为约束条件,将matlab的优化运算运用到汽车双横臂式独立悬架的优化设计中,进而通过分析汽车悬架导向机构的空间运动方程,降低其与汽车转向杆系的运动不协调性,找到设计汽车双横臂式独立悬架转向梯形的最可行的办法。 关键词 :转向梯形;优化设计;MATLAB;运动不协调性Optimal Design of Double Wishbone Independent Suspension Based on MATLABLiu Changfan(School of Transportation Automation and machinery manufacturi
15、ngJixieben1003 Grade2010,20102814038)Abstract: Automotive suspension design, traditional design methods commonly used plane mapping method, but the layout of the space suspension systems have been neglected, and optimize the results are poor. This design approach is to use the principles of space ag
16、encies, double wishbone suspension is disconnected steering trapezoid do kinematic analysis.This cars chassis parameters, body geometry and dynamics as well as the cars handling and other closely related. The resulting changes in the bodys center of gravity of the load changes cause an increase in t
17、he tire, resulting in adverse effects on steering stability. Therefore, the ideal suspension should have a different spring rate and shock absorber damping under different conditions of use, meets the requirements of ride can meet stability requirements manipulation. Reduce automobile steering linka
18、ge with the movement of incompatibility, find design automobile wishbone independent suspension steering trapezoid most viable option.Keywords:Steering trapezoid ;Optimization design; MATLAB;Sports incompatibility1 绪论 1.1引言 悬架及其转向系统是汽车的重要部分,对汽车的安全行驶有重要的影响。在世界上,一个国家的悬架设计技术的发展,逐渐代表了该国汽车水平发展的高低。而且汽车的发展
19、改进也随着悬架技术的提高不断发展1。目前为止,主动悬架及双横臂独立悬架已经成为了大多轻型汽车的配置,特别是轿车的前悬架无不利外地使用了独立悬架。由于路面的不平,路面对车轮往往有冲击性的反力,特别是严重不平路面,这种冲击反力会非常的高。这对汽车的性能有极大的损害,降低乘客乘坐汽车的舒适性与安全性。这个时候就需要体现出来悬架的作用了,提高汽车的舒适性与安全性。独立悬架其结构比较特殊,因为装有独立悬架的汽车其车轮是独立地与地面相接,互不影响,这样可以极大地消除由于路面不平对汽车带来的振动与摇晃,而且在转向轮发生摆偏的情况下,独立悬架也可以消除这种情况的发生。所以在同一路面和同一车速的情况下,拥有更小
20、的非簧载质量,也就减少了悬架所承受到的冲击载荷。因此在其他条件相同的情况下,独立悬架相比于其可以有更高的平均行驶车速。而且断开时车桥的存在为独立悬架带来了更大的便利,这样的机构明显降低发动机总成的位置,并使其位置前移,这样也降低了汽车的质心,汽车行驶稳定性得到大幅度提高。同时这样可以提高汽车轮胎的运动空间,对汽车的安全稳定行驶有极大地改善。 由于双横臂独立悬架的优化设计极其复杂,特别是复杂而无规律的空间运动使得传统的平面作图法在分析悬架导向机构时弊端更加明显,难于进行有效的分析与优化,这样很容易使得整个设计工作变得复杂无头绪。由于汽车是一个统一的生态整体,要想准确无误地描述汽车的运动,必须要建
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- 关 键 词:
- 机械设计 制造 及其 自动化 毕业设计 基于 MATLAB 双横臂 独立 悬架 优化 设计

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