CN116756970A - 一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车的数字化设计领域，尤其涉及一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法。通过Adams悬架模型，考虑了摆臂衬套、稳定杆及衬套刚度，筛除了因悬架杠杆比不精确导致的较大误差预载的不利因素，显著提高了精确计算螺旋弹簧预载的精度，大大改善了实车的舒适性、操控稳定性及整车姿态与设计状态的一致性。并通过模型的不断迭代，计算衬套的六向力，为台架试验提供衬套预载，显著提高了台架试验精度，对衬套的结构耐久及结构优化给出实质的指导依据。
Description
技术领域
本发明涉及汽车的数字化设计领域，尤其涉及一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法。
背景技术
汽车悬架系统中螺旋弹簧设计过程中，需要得到螺旋弹簧在设计状态下螺旋弹簧的预载，现有方法通过悬架簧载质量与悬架杠杆比乘积计算螺旋弹簧的预载，其中悬架杠杆比为螺旋弹簧的行程与悬架行程之比，螺旋弹簧行程和悬架行程由DMU模型中测得。DMU中只考虑刚性零件，无法把摆臂衬套、稳定杆及衬套等弹性元件加入模型中，导致计算的悬架杠杆比不符合实车，计算得到螺旋弹簧预载与实车相差较大，导致实车的舒适性、操控稳定性及整车姿态与设计状态不一致。
悬架衬套在设计状态有一定的预载，台架试验为精确模拟实车载荷，需计算设计状态下悬架衬套预载，目前由于现在没有有效的方法计算悬架的衬套预载，导致台架试验无法精确模拟实车载荷，对衬套的结构耐久及结构优化无法给出实质的指导依据。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，具体技术方案如下：
一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，包括如下步骤：
(1)根据整车及零部件的几何特性参数和力学特性参数初步建立悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统的模型；
(2)将上述建立的子系统搭建悬架模型，结合零件重量、衬套刚度、减振器阻尼、弹簧刚度、弹簧设计载荷参数，对模型进行修改；
(3)通过计算零件重量变化量与轮荷变化量的商值，调整悬架零件的非簧载质量；
(4)通过校准轮荷，反复迭代调整螺旋弹簧及衬套预载；
(5)得到悬架最终螺旋弹簧及衬套预载。
进一步地，步骤(1)中悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统模型基于Adams/Car模块建立。
进一步地，所述悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统模型硬点坐标为设计硬点。
进一步地，步骤(2)中零件重量、衬套刚度、减振器阻尼、弹簧刚度、弹簧设计载荷均为最终设计值。
进一步地，步骤(3)中，通过计算零件重量变化量与轮荷变化量的商值，确定所有零件的簧载百分比。
进一步地，所述衬套包括摆臂衬套、Topmount、稳定杆衬套、转向器衬套所有柔性衬套。
进一步地，所述衬套预载包含FX、FY、FZ、TX、TY和TZ六个方向的力和力矩。
进一步地，步骤(4)中，进行车轮同向跳动试验，得出初步螺旋弹簧及衬套预载及轮荷；所述轮荷为整车设计状态的轮荷；所述反复迭代更新衬套预载、螺旋弹簧载荷。
进一步地，所述停止迭代的必要条件为实际轮荷不超出设计轮荷±2N、螺旋弹簧实际载荷与设定值不超出±2N和螺旋弹簧实际长度与设定值不超出±1mm。
本发明的预载方法，通过Adams悬架模型，考虑了摆臂衬套、稳定杆及衬套刚度，筛除了因悬架杠杆比不精确导致的较大误差预载的不利因素，显著提高了精确计算螺旋弹簧预载的精度，大大改善了实车的舒适性、操控稳定性及整车姿态与设计状态的一致性。并通过模型的不断迭代，计算衬套的六向力，为台架试验提供衬套预载，显著提高了台架试验精度，对衬套的结构耐久及结构优化给出实质的指导依据。
附图说明
图1为本发明的建模流程示意图；
图2为ADAMS前麦弗逊悬架模型示意图；
图3为衬套预载设置示意图：
图4为试验设置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明建模流程示意图，图2-4分别为ADAMS前麦弗逊悬架模型示意图；衬套预载设置示意图和试验设置示意图。
(1)根据整车及零部件的几何特性参数和力学特性参数初步建立悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统的模型；子系统模型基于Adams/Car模块建立，硬点坐标为设计硬点。
(2)将上述建立的子系统搭建悬架模型，结合零件重量、衬套刚度、减振器阻尼、弹簧刚度、弹簧设计载荷参数，对模型进行修改；其中，设计载荷均为最终设计值。
(3)通过计算零件重量变化量与轮荷变化量的商值，确定所有零件的簧载百分比，调整悬架零件的非簧载质量；
(4)通过校准轮荷，反复迭代调整螺旋弹簧及衬套预载；进行车轮同向跳动试验，得出初步螺旋弹簧及衬套预载及轮荷；所述轮荷为整车设计状态的轮荷；所述反复迭代更新衬套预载、螺旋弹簧载荷。所述停止迭代的必要条件为实际轮荷不超出设计轮荷±2N、螺旋弹簧实际载荷与设定值不超出±2N和螺旋弹簧实际长度与设定值不超出±1mm。
(5)得到悬架最终螺旋弹簧及衬套预载。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)根据整车及零部件的几何特性参数和力学特性参数初步建立悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统的模型；
(2)将上述建立的子系统搭建悬架模型，结合零件重量、衬套刚度、减振器阻尼、弹簧刚度、弹簧设计载荷参数，对模型进行修改；
(3)通过计算零件重量变化量与轮荷变化量的商值，调整悬架零件的非簧载质量；
(4)通过校准轮荷，反复迭代调整螺旋弹簧及衬套预载；
(5)得到悬架最终螺旋弹簧及衬套预载。
2.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：步骤(1)中悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统模型基于Adams/Car模块建立。
3.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：所述悬架子系统、稳定杆子系统、转向子系统模型硬点坐标为设计硬点。
4.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：步骤(2)中零件重量、衬套刚度、减振器阻尼、弹簧刚度、弹簧设计载荷均为最终设计值。
5.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：步骤(3)中，通过计算零件重量变化量与轮荷变化量的商值，确定所有零件的簧载百分比。
6.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：所述衬套包括摆臂衬套、Topmount、稳定杆衬套、转向器衬套所有柔性衬套。
7.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：所述衬套预载包含FX、FY、FZ、TX、TY和TZ六个方向的力和力矩。
8.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：步骤(4)中，进行车轮同向跳动试验，得出初步螺旋弹簧及衬套预载及轮荷；所述轮荷为整车设计状态的轮荷；所述反复迭代更新衬套预载、螺旋弹簧载荷。
9.根据权利要求1所述的一种精确校核悬架螺旋弹簧及衬套预载的方法，其特征在于：所述停止迭代的必要条件为实际轮荷不超出设计轮荷±2N、螺旋弹簧实际载荷与设定值不超出±2N和螺旋弹簧实际长度与设定值不超出±1mm。
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