麦弗逊悬架结构对其动力学性能的影响及其实验研究.pdf

硕士学位论文







麦弗逊悬架结构对其动力学
性能的影响及其实验研究



王 昊 君


指 导 老 师 徐武彬
专 业 名 称 机械设计及理论
学 科 门 类 工 学
论文提交日期 2014 年 6 月 8 日
分类号 密 级 公开
UDC 学校代码 10594


硕士学位论文

题 目 麦弗逊悬架结构对其动力学性能的影响及其实验
研究
英文题目 The influence of McPherson suspension
structure on its dynamic performance and
experimental research

姓 名 王昊君
专业名称 机械设计及理论
学科门类 工 学
指导老师 徐武彬

论文提交日期 论文答辩日期
答辩委员会主席 韦建军
论文评阅人 李健、刘电霆
摘 要
麦弗逊悬架的动力学特性以及对汽车平顺性的影响与系统的结构参数和安装
布局有着紧密的关系。目前对汽车平顺性研究所建立的动力学模型只考虑了改变减
振器自身阻尼和弹簧刚度。却忽视了在选定刚度阻尼参数下根据不同的结构布局会
对悬架整体刚度和阻尼产生很大影响从而改变悬架动力性和汽车平顺性，也并未对
选定的结构参数和安装布局进行力学分析和验证。因此为考虑上述问题的原因和解
决方案，本文选取市场最常用的麦弗逊悬架系统为研究对象，以搭建的测试平台为
基础，主要研究减振器倾斜角、悬架安装杠杆比和胎压对麦弗逊悬架动力性和汽车
平顺性影响。
论文以汽车动力学理论为基础，对麦弗逊悬架进行静态、动态建模。通过静态
结构数学模型在路面激励位移下对悬架结构的影响，得到了悬架相关参数的角度、
位移等随路面激励变化的曲线。根据牛顿二自由度振动方程并结合虚位移法和等效
法则建立动力学模型。通过选取悬架安装杠杆比、减振器安装倾斜角及轮胎胎压等
这些影响汽车整体刚度和阻尼较大的参数对汽车平顺性进行分析和研究，同时结合
实际情况设计并搭建“基于 LMS 的 1/4 汽车麦弗逊悬架测试试验台”，通过试验台进
行相应的试验研究并对静态和动态模型分析的理论结果对比验证。基于
Matlab/Simulink 开发了在悬架不同结构参数和安装布局下对汽车平顺性和悬架动
力性影响的仿真系统。
通过理论分析的仿真结果与试验结果的对比验证表明，悬架安装杠杆比对汽车
系统整体刚度、阻尼和垂直加速的影响最大，在满足车身结构的前提下，应尽量远
离悬架中心，即安装较大的杠杆比；减振器倾斜角对减振杆的侧向力影响最大，应
尽量减小减振器倾斜角来满足平顺性和悬架结构安全性；胎压作为承载能力与舒适
度中是一个矛盾体，应在满足承载能力的前提下尽量减少胎压以提高舒适性。同时
也验证了所建立的试验台和仿真系统的正确可靠性，为今后悬架动力学和汽车平顺
性的深入学****和结构优化提