Dynamic analysis of double wishbone suspension

Abstract

Bu çalışmada, çift enine yön vericili çeyrek bir aracın doğal frekansları,gövdenin yerdeğiştirme, hız ve ivmeleri oransal sönümlü bir sistem gözönünealınarak incelenmiştir. İki çeyrek-araç süspansiyon sistemi modeli zemin uyarısıaltındaki bir aracın dinamik davranışını tanımlamak için süspansiyon uzuvlarıdolayısıyla iki değişik kabul kullanılarak modellenmiştir. Birinci modelde,süspansiyonun uzuvları rijit olarak kabul edilip kütle ve direngenlik matrislerianalitik method ile elde edilmiştir. İkinci modelde, süspansiyon uzuvları esnek olarakkabul edilmiş ve elastik direngenlik, kütle ve geometrik direngenlik matrisleri sonluelemanlar methodu ile elde edilmiştir. Hareket denklemini lineer olarak ifade etmekiçin geometrik direngenlik matrisi için gerekli olan süspansiyon uzuv kuvvetleri sabitolarak kabul edilmiştir. Ayrıca süspansiyon uzuvlarının salınımı zeminyerdeğiştirmesinin küçük genlikte seçilmesinden dolayı ihmal edilmiştir.Bahsedilen modellerle ilgili iki Matlab programı geliştirilmiştir. İlk olarak,modellerin doğal frekansları bulunmuştur. Daha sonra, araç gövdesininyerdeğiştirme, hız ve ivmeleri belirlenmiş araç hızları için grafiksel formlardasunulmuştur. Hem doğal frekanslar hem de zaman cevapları için analitik ve sonlueleman modellerinin sonuçları arasında mükemmel uyum gözlenmiştir. Süspansiyonuzuvlarındaki yüklerin süspansiyonun dinamik davranışına etkisi de çalışılmıştır.

In this study, the natural frequencies, body displacements, velocities,and accelerations of a quarter-car with double wishbone suspension are examined byconsidering the proportionally damped system. Two models of quarter-carsuspension system are idealized employing two different assumptions due to thesuspension links to describe the dynamic behaviour of vehicles running on baseexcitation. In the first model, the links of the suspension are assumed to be rigid andthe stiffness and mass matrices of the model are obtained by using the analyticalmethod. In the second model, the links of the suspension are assumed to be flexibleand the elastic stiffness, mass, and geometric stiffness matrices are obtained by usingFinite Element Method. In order to express the linear equation of motion, suspensionlink forces required for the geometric stiffness matrices are assumed as constant.Also, the oscillations of the suspension links are neglected since the base displacementis chosen in small amplitude.Two Matlab programs regarding the aforementioned models have beendeveloped. Firstly, the natural frequencies of the models are found. Then, thedisplacements, velocities, and acceleration of the car body are presented in graphicalforms for the specified car speed. The excellent agreement between results of theanalytical model and finite element model is observed for both natural frequenciesand the time reponses. The effect of loads on suspension link on the dynamicbehaviour of suspension system is also studied.