课程设计说明书
任务书
本次课程设计的任务如下：
第一组：
建立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，建立目标函数，最后与MATLAB 实现联合仿真。
1. 测量车轮接地点侧向滑移量
2. 测量车轮侧偏角
3. 测量车轮前束值
4. 测量车轮跳动量
5. 测量主销后倾角
第二组：
建立整车模型，实现该车在A,B,C 三级道路路面上的仿真。
第一部分 创建前悬架模型
（1）创建新模型
双击桌面上得ADAMS/View得快捷图标，创建一个名称为：FRONT_SUSP的新模型。
（2）设置工作环境
在ADAMS/View选择菜单中得单位命令将长度单位，质量单位，力的单位，时间单位，角度单位和频率单位分别设置为毫米，千克，牛顿，秒，度和赫兹。在工作网格命令中将网格的X 方向和Y 方向分别设置为750和800，将网格距设置为50。同时将图标大小设置为50。 ( 3 ) 创建设计点
在ADAMS/View中的零件库中选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如下图：
（4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节
在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，定义不同的参数值，在对应点之间创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节。
在ADAMS/View中的零件库中选择球体命令，分别在上横臂，下横臂，转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。图形如下：
（5）创建车轮，测试平台及弹簧
在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计点。并在ADAMS/View中的零件库中选择倒角命令，定义倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。 应用ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体和长方体命令，在创建的（-350，-320，-200）设计点上创建测试平台。
在上横臂上选择创建一点（174.6，347.89，24.85），在大地上创建点（174.6，647.89，24.85），点击ADAMS/View力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。 如图：
（6）创建球副
在ADAMS/View约束库中选择球副，设计选择相关选项，在主销与上横臂之间建立约束副。
同理建立主销与下横臂之间，转向拉杆与拉臂之间以及拉杆与大地之间的球约束副。
（7）创建固定副
在ADAMS/View约束库中选择固定副，设置相应选项，选择固定点创建拉臂与主销之间的约束副。同样建立转向节与主销，车轮与转向节之间的固定副。
（8）创建旋转副
点击ADAMS/View约束库中中的旋转副，设置参数，选择参考点放置旋转副，在菜单栏的Edit 菜单中选“Modify ”命令，修改刚创建的旋转副。将上横臂设置为水平斜置-5度。同理将下横臂设置为水平斜置10度。
（9）创建移动副
在ADAMS/View约束库中选择移动副，选择测试平台的质心作为位置点，建立平台与大地之间的约束。
（10）创建点-面约束副
在ADAMS/View约束库的建点-面约束副，选择测试平台与车轮为参考物体，选择测试平台的质心作为约束副的位置点，创建车轮与测试平台之间的约束副。
（11）保存模型
在ADAMS/View中，选择“File ”菜单中的“Save Datebase As”命令，将前悬架模型保存。
第二部分 测量前悬架模型
（1）添加驱动，实现模型的运动仿真
点击ADAMS 驱动库中的直线运动按钮，选择测试平台和大地的移动副约束，创建直线运动MOTION-1。接着输入驱动的函数表达式，100*sin9(360d*time),即上下跳动的幅度为100mm, 周期为1S ，按下仿真按钮，设置终止时间为1S ，工作步为100，进行仿真。 ( 2 )测量前轮外倾（侧偏）角
创建前轮外倾角的测量函数. FRONT_SUSP.Cnmber_Angle——ATAN( DY(MARKER_10, MARKER_26)/DX(MARKER_10, MARKER_26) )）：
其中MARKER_10和.MARKER_26分别为点Knuckle-outer 和Knuckle-inner 处的marker 。 进行仿真，设置终止时间为3S ，工作步为300，可得到三个周期的前轮外倾角变化图：
分析：通过测量，可以看出当地面有一正弦函数作用于车轮时，车轮外倾角也随着发生周期性变化，而且还会出现车轮负外倾，即内倾。
第三部分 细化前悬架模型
（1）创建设计变量：
依次创建变量—主销长度DV_1，主销内倾角DV_2，主销后倾角DV_3，上横臂长度DV_4，上横臂在汽车横向平面的倾角DV_5，上横臂轴的水平斜置角DV_6，下横臂长度DV_7，下横臂在汽车横向平面的倾角DV_8，上横臂轴的水平斜置角DV_9。
（2）将设计点参数化：
将UCA_outer，UCA_inner，LCA_inner, Knuckle_inner, Knuckle_outer进行参数化
（3）将物体参数化：
依次将主销长度设定为变量DV1，把上横臂圆柱体长度设定为DV4，将下横臂长度设定为
DV7
将拉臂的长度参数化
第四部分 优化前悬架模型
（1）定义目标函数
在汽车运动过程中前轮的外倾角的绝对值应尽量接近于零，即车轮在运动过程中尽量不发生侧偏。因而选定目标函数为前轮外倾角的绝对值。
在ADAMS/View菜单中，选择Build>Maesure>Function>New，创建测量函数，借助于函数编辑器提供的基本函数，编辑目标函数的函数表达式：
ABS(.FRONT_SUSP. Cnmber_Angle)
按“OK ”，创建目标函数“OBJECT_FUN”如下图所示：
系统生成目标函数“OBJECT_FUN”的曲线窗口，点击仿真按钮，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真，生成目标函数曲线如下图所示：
（2）优化模型
在ADAMS/View菜单栏中，选择Simulate>Simulate Script>New,系统弹出优化设计变量对话窗，优化目标函数“OBJECT_FUN”的最大值，优化设计变量为“DV_1”，优化的目标为函数值最小，如下图所示：
点击“Output ”按钮，在设置仿真对话窗中，选择“Save Analyses”。
点击优化设计对话窗底部的“Start ”按钮，ADAMS 对汽车前悬架进行优化设计分析，生成目标函数迭代次数变化的对话窗口，系统完成对汽车前悬架的优化后，生成曲线如下所示：
(3)察看优化结果
点击优化设计变量对话窗的“Creat tabular report of results”, 在所弹出对话窗中选择优化结果文件，系统显示出优化结果的信息窗口，如下图所示：
（4）优化结果分析
由优化结果可以看出，主销长度（设计变量为DV_1）的值最终优化为330.02mm, ，行驶过程中车轮外倾角的最大值由起初的1.0743度优化为1.0740度，提高了汽车行驶过程中的稳定性。
课程设计说明书
任务书
本次课程设计的任务如下：
第一组：
建立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，建立目标函数，最后与MATLAB 实现联合仿真。
1. 测量车轮接地点侧向滑移量
2. 测量车轮侧偏角
3. 测量车轮前束值
4. 测量车轮跳动量
5. 测量主销后倾角
第二组：
建立整车模型，实现该车在A,B,C 三级道路路面上的仿真。
第一部分 创建前悬架模型
（1）创建新模型
双击桌面上得ADAMS/View得快捷图标，创建一个名称为：FRONT_SUSP的新模型。
（2）设置工作环境
在ADAMS/View选择菜单中得单位命令将长度单位，质量单位，力的单位，时间单位，角度单位和频率单位分别设置为毫米，千克，牛顿，秒，度和赫兹。在工作网格命令中将网格的X 方向和Y 方向分别设置为750和800，将网格距设置为50。同时将图标大小设置为50。 ( 3 ) 创建设计点
在ADAMS/View中的零件库中选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如下图：
（4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节
在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，定义不同的参数值，在对应点之间创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节。
在ADAMS/View中的零件库中选择球体命令，分别在上横臂，下横臂，转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。图形如下：
（5）创建车轮，测试平台及弹簧
在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计点。并在ADAMS/View中的零件库中选择倒角命令，定义倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。 应用ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体和长方体命令，在创建的（-350，-320，-200）设计点上创建测试平台。
在上横臂上选择创建一点（174.6，347.89，24.85），在大地上创建点（174.6，647.89，24.85），点击ADAMS/View力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。 如图：
（6）创建球副
在ADAMS/View约束库中选择球副，设计选择相关选项，在主销与上横臂之间建立约束副。
同理建立主销与下横臂之间，转向拉杆与拉臂之间以及拉杆与大地之间的球约束副。
（7）创建固定副
在ADAMS/View约束库中选择固定副，设置相应选项，选择固定点创建拉臂与主销之间的约束副。同样建立转向节与主销，车轮与转向节之间的固定副。
（8）创建旋转副
点击ADAMS/View约束库中中的旋转副，设置参数，选择参考点放置旋转副，在菜单栏的Edit 菜单中选“Modify ”命令，修改刚创建的旋转副。将上横臂设置为水平斜置-5度。同理将下横臂设置为水平斜置10度。
（9）创建移动副
在ADAMS/View约束库中选择移动副，选择测试平台的质心作为位置点，建立平台与大地之间的约束。
（10）创建点-面约束副
在ADAMS/View约束库的建点-面约束副，选择测试平台与车轮为参考物体，选择测试平台的质心作为约束副的位置点，创建车轮与测试平台之间的约束副。
（11）保存模型
在ADAMS/View中，选择“File ”菜单中的“Save Datebase As”命令，将前悬架模型保存。
第二部分 测量前悬架模型
（1）添加驱动，实现模型的运动仿真
点击ADAMS 驱动库中的直线运动按钮，选择测试平台和大地的移动副约束，创建直线运动MOTION-1。接着输入驱动的函数表达式，100*sin9(360d*time),即上下跳动的幅度为100mm, 周期为1S ，按下仿真按钮，设置终止时间为1S ，工作步为100，进行仿真。 ( 2 )测量前轮外倾（侧偏）角
创建前轮外倾角的测量函数. FRONT_SUSP.Cnmber_Angle——ATAN( DY(MARKER_10, MARKER_26)/DX(MARKER_10, MARKER_26) )）：
其中MARKER_10和.MARKER_26分别为点Knuckle-outer 和Knuckle-inner 处的marker 。 进行仿真，设置终止时间为3S ，工作步为300，可得到三个周期的前轮外倾角变化图：
分析：通过测量，可以看出当地面有一正弦函数作用于车轮时，车轮外倾角也随着发生周期性变化，而且还会出现车轮负外倾，即内倾。
第三部分 细化前悬架模型
（1）创建设计变量：
依次创建变量—主销长度DV_1，主销内倾角DV_2，主销后倾角DV_3，上横臂长度DV_4，上横臂在汽车横向平面的倾角DV_5，上横臂轴的水平斜置角DV_6，下横臂长度DV_7，下横臂在汽车横向平面的倾角DV_8，上横臂轴的水平斜置角DV_9。
（2）将设计点参数化：
将UCA_outer，UCA_inner，LCA_inner, Knuckle_inner, Knuckle_outer进行参数化
（3）将物体参数化：
依次将主销长度设定为变量DV1，把上横臂圆柱体长度设定为DV4，将下横臂长度设定为
DV7
将拉臂的长度参数化
第四部分 优化前悬架模型
（1）定义目标函数
在汽车运动过程中前轮的外倾角的绝对值应尽量接近于零，即车轮在运动过程中尽量不发生侧偏。因而选定目标函数为前轮外倾角的绝对值。
在ADAMS/View菜单中，选择Build>Maesure>Function>New，创建测量函数，借助于函数编辑器提供的基本函数，编辑目标函数的函数表达式：
ABS(.FRONT_SUSP. Cnmber_Angle)
按“OK ”，创建目标函数“OBJECT_FUN”如下图所示：
系统生成目标函数“OBJECT_FUN”的曲线窗口，点击仿真按钮，设置终止时间为1，工作步为100，进行仿真，生成目标函数曲线如下图所示：
（2）优化模型
在ADAMS/View菜单栏中，选择Simulate>Simulate Script>New,系统弹出优化设计变量对话窗，优化目标函数“OBJECT_FUN”的最大值，优化设计变量为“DV_1”，优化的目标为函数值最小，如下图所示：
点击“Output ”按钮，在设置仿真对话窗中，选择“Save Analyses”。
点击优化设计对话窗底部的“Start ”按钮，ADAMS 对汽车前悬架进行优化设计分析，生成目标函数迭代次数变化的对话窗口，系统完成对汽车前悬架的优化后，生成曲线如下所示：
(3)察看优化结果
点击优化设计变量对话窗的“Creat tabular report of results”, 在所弹出对话窗中选择优化结果文件，系统显示出优化结果的信息窗口，如下图所示：
（4）优化结果分析
由优化结果可以看出，主销长度（设计变量为DV_1）的值最终优化为330.02mm, ，行驶过程中车轮外倾角的最大值由起初的1.0743度优化为1.0740度，提高了汽车行驶过程中的稳定性。