随着汽车的日益普及,人们对汽车的安全性、经济性、操纵稳定性等方面提出了越来越高的要求。车轮侧滑是影响汽车轮胎磨损、操纵稳定性以及行车安全性的重要因素。据统计,由于车轮侧滑而造成的交通事故约占事故总数的30%左右。 随机侧滑是车轮总侧滑的一部分,它是由路面不平度引起的轮距变化而产生的,跟汽车悬架结构形式和路面条件密切相关。路面条件越差,轮距变化越大,车轮随机侧滑表现得越明显,在这种情况下,对轮胎造成的磨损是非常严重的。相对于汽车其它方面技术的研究,国内对车轮随机侧滑研究还较少,对车轮随机侧滑造成的后果没有引起足够的重视;当前,我国高等级公路的比重还较低,高速公路仅占总里程的2%左右,因此从悬架结构入手,优化其中参数,改善汽车的行驶性能,具有重要的现实意义。 论文总结了国内外关于车轮侧滑研究的现状,分析了各种侧滑形式产生的原因以及它们对汽车总侧滑的影响;在此基础上,指出了当前对车轮随机侧滑研究的不足以及加强这方面研究的必要性。 本文系统阐述了虚拟样机软件ADAMS的建模、仿真以及优化理论基础,概括了其形成初始条件分析、运动学分析、动力学分析方程组的过程,详细说明了ADAMS中约束优化问题和Newton-Raphson数值方法的求解原理,以及动力学分析中Jacobian 矩阵的计算过程。 系统研究了轮胎的侧偏特性以及路面不平度的统计特性,并在此基础上分析了车轮随机侧滑产生的机理。针对国内对车轮随机侧滑研究较少以及没有相应国家技术标准对其进行规定的现状,提出了“最大随机侧滑”的概念,并以此作为评价车轮随机侧滑的重要依据,为今后有关技术标准的制定提供相关参考。 应用虚拟样机软件ADAMS,建立了1/2双横臂独立前悬架的虚拟样机模型,并从理论上证明了该模型的合理性和可行性,确定了车轮定位参数以及悬架的设计参数;对建立的模型进行仿真,分析了车轮定位参数以及悬架各个参数对车轮随机侧滑的影响情况。 通过优化分析,确定了行车过程中对车轮随机侧滑影响最大的悬架参数:主销长度、主销内倾角以及主销后倾角。分析了各参数在优化前后的变化情况,并确定了双横臂独立悬架的最终设计值,对双横臂独立悬架以及其它类型的独立悬架的设计具有一定的参考价值。