基于ADAMS的某商用车悬架KC性能仿真研究

陈奕铭

基于ADAMS的某商用车悬架KC性能仿真研究

陈奕铭

（江铃汽车股份有限公司 产品开发技术中心，江西 南昌 330001）

文章基于有限元法，采用ADAMS软件，对某商用车型前后悬架系统进行了KC仿真分析，分析结果显示，各工况下，前后悬架横向刚度满足性能目标，KC性能满足动态属性目标要求。

商用车；前后悬架；KC性能

1 引言

随着国家经济的快速发展，商用轻卡销量迅猛增长，已经成为运输货物的必然选择[1],与此同时，客户对于车辆的性能和品质提出了更高的要求，操纵稳定性是汽车主要性能之一，悬架KC特性对操纵稳定型有重要影响[2-3]，故研究商用车前后悬架KC性能，具有重要的经济和社会价值。

本文基于有限元法，采用ADAMS软件，对某商用车前后悬系统进行了KC仿真分析，分析结果显示，KC性能满足设计目标。

2 前悬架KC性能CAE分析

2.1 轮胎有限元模型

本文采用Adams软件，对某车型前后悬架进行了动力学模型，有限元模型如图1，整车参数如表1，其中整车总质量为6000kg，满载状态前轴荷为2150kg，后轴荷3850kg。

图1 前后悬架动力学模型

表1 整车参数表

2.2 非线性元件刚度性能分析

整车底盘系统非线性元件包括橡胶衬套和钢板弹簧等元件，其刚度性能对于整车载荷力学性能有着重要影响。图2为前后悬架局部坐标系下的橡胶衬套刚度曲线，减震器上下均使用理想约束代替。

本文对前板簧和后板簧进行了钢板弹簧刚度测试，得到表2和表3试验数据表，同步输入Adams进行前后悬模型搭建。

表2 前钢板弹簧刚度试验结果

表3 后钢板弹簧刚度试验结果

2.3 前悬架左右车轮平行跳动工况CAE分析结果

图3 前悬架轮荷变化曲线

图4 前悬架刚度变化曲线

本文采用ADAMS软件，进行了前悬架左右车轮平行跳动工况KC分析，得到图3~图6的分析结果。图3显示，车轮跳动量为0mm时为设计状态，空载状态下，车轮跳动量约为17mm。图4显示，设计状态悬架刚度为96.5N/mm，空载为130N/mm。图5、图6显示设计状态前束角为0度，外倾角为1.25度，前束角随车轮跳动有微小变化，而外倾角基本不变。

图5 前束角变化曲线

图6 外倾角变化曲线

2.4 前悬架侧倾工况CAE分析结果

本文进行了前悬架侧倾工况KC分析，图7为前束角变化曲线，当汽车左转时，车身相对于地面向右倾，此时车身侧倾角为正，反之，侧倾角为负，同时侧倾转向有增大汽车不足转向度的趋势。图8显示，左转时，车身外倾角为负外倾，外侧车轮的地面外倾角为正外倾，在侧倾角6度下，外倾角变化范围在2度以内。图9和图10显示侧倾角为0度时，侧倾转向系数为0.18deg/deg，侧倾外倾系数为0.09deg/ deg。

图7 侧倾工况前束角变化曲线

图8 侧倾工况外倾角变化曲

图9 侧倾角刚度变化

图10 侧倾中心高度变化曲线

3 后悬架KC性能CAE分析

3.1 后悬架左右车轮平行跳动工况CAE分析结果

图11 后悬架轮荷变化曲线

图12 后悬架垂向刚度变化曲线

本文进行了后悬架左右车轮平行跳动工况KC分析，得到图11~图14的分析结果。图11显示，车轮跳动量为0时为设计满载状态，空载状态下车轮下跳约为55mm。图12~图14显示，设计状态悬架刚度为537N/mm，空载状态悬架刚度为184N/mm，车轮跳动量在-20mm时，左右悬架刚度最大，此时副簧开始发挥作用，而车轮跳动量在20mm时，刚度增大，此时限位块发生作用。

图13 后悬架侧倾角变化刚度曲线

图14 后悬架侧倾中心高度变化曲线

4 结论

本文基于有限元法，采用ADAMS软件，对某商用车型前后悬架系统进行了KC性能分析，分析结果显示：

（1）前后悬架横向刚度设计满足目标；

（2）侧向力变形转向系数呈轻微过转向趋势，但处于合理偏差范围内；

（3）侧向力变形外倾系数为零，说明侧倾不影响车轮外倾；

（4）回正力矩变形转向系数接近于零值。

综合上述分析结果，本文评估该商用车KC性能满足设计目标。

[1] 田国富.某乘用车车门静态刚度与模态分析[J].制造业制度化, 2020(2):16:21.

[2] 汪鸿志.某车型的整车操稳性能开发[D].重庆:重庆理工大学,2018.

[3] 王黎明.基于多体动力学的多连杆悬架正向设计及整车操稳性能研究[D].广州:华南理工大学,2016.

Simulation Research on Suspension KC Performance of a Commercial Vehicle with ADAMS

Chen Yiming

( Product Development & Technical Center, JiangLing Motors Co, Ltd., Jiangxi Nanchang 330001 )

In this paper, ADAMS is used to analyze the front and rear suspension stiffness of a commercial vehicle, and the results show that the performance of the suspension meets the requirements of the objective.

Commercial vehicle;Front and rear suspension;KC performance

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.023

U463.33

A

1671-7988(2021)03-77-03

U463.33

A

1671-7988(2021)03-77-03

陈奕铭，就职于江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心。