基于多体动力学的扭转梁半独立悬架优化设计

在现代汽车设计过程中,多体动力学分析已经成为分析汽车运动学和动力学特征的一种重要方法.扭转梁式半独立悬架具有结构简单、制造成本低等优点而被广泛应用于经济型轿车的后悬架,但由于其扭转梁变形情况复杂,利用传统的数学公式难以准确表达.基于多刚体动力学非线性方法,利用ADAMS/Car建立了扭转梁式半独立后悬架模型,对其进行运动学仿真分析,并利用ADAMS/Insight进行优化设计.结果表明,综合运用ADAMS/Car和ADAMS/Insight可以准确、快速地对汽车悬架进行运动学分析并提出改进方案.     

扭转梁悬架性能影响因素分析

为了准确研究扭转梁悬架的设计参数与悬架和整车性能的关联性,分析了扭转梁悬架性能的影响因素.建立了扭转梁悬架刚柔耦合模型,详细分析了扭梁开口方向、布置位置、扭转刚度对悬架KC的影响并仿真计算得到KC特性指标与上述参数的非线性关系.总结了悬架性能指标极值情况及设计参数对悬架性能指标影响的显著性.根据双轨车辆运动模型,分析了扭梁开口角度与转向时悬架侧倾特性、左右车轮载荷转移及侧偏角的关系.探明了扭梁开口角度、侧倾中心高度和侧倾角刚度对整车转向特性影响的内在机理.仿真得到稳态及瞬态操稳性能指标与扭梁开口角度在整个设计空间的非线性关系曲线.结果表明:在扭梁开口向下75°左右时,车辆的稳态、瞬态响应特性指标均达到较优.     

基于动力学仿真的后桥壳改进设计算

某越野车后桥改型后进行台架试验,其桥壳发生了断裂.为了解决此问题,应用ADAMS仿真软件,建立了后悬架动力学模型.然后采用后轮道路载荷谱作为输入载荷,再进行仿真分析,得到了最大峰值载荷时各连接点处的载荷.采用有限元方法对该车后桥壳结构强度、刚度进行计算分析,发现了桥壳断裂的原因,并对其进行了改进设计.改进设计后的后桥壳经台架试验再无断裂现象.     

基于动力学仿真的后桥壳改进设计计算

某越野车后桥改型后进行台架试验,其桥壳发生了断裂.为了解决此问题,应用ADAMS仿真软件,建立了后悬架动力学模型.然后采用后轮道路载荷谱作为输入载荷,再进行仿真分析,得到了最大峰值载荷时各连接点处的载荷.采用有限元方法对该车后桥壳结构强度、刚度进行计算分析,发现了桥壳断裂的原因,并对其进行了改进设计.改进设计后的后桥壳经台架试验再无断裂现象.     

汽车扭簧疲劳寿命分析

以I-deas8软件为工作平台 ,以有限元方法为工具 ,对某一实际扭簧悬架结构通过建立三维实体模型、有限元模型和数学模型 ,并读入随机载荷图谱 ,进行了疲劳寿命分析 ,证明其结构设计是可靠的。为扭簧悬架结构的改进设计提供了理论依据和安全手段。     

车辆钢板弹簧悬架的有限元模型

基于钢板弹簧悬架的结构与工作特点,研究了钢板弹簧有限元模型应满足的4个基本条件,通过钢板弹簧的刚度试验测得钢板弹簧的刚度,依据此结果设置仿真试验中钢板弹簧的刚度参数.在上述基础上总结和提出了5种不同的钢板弹簧悬架简化模型,利用ANSYS中板壳单元建立了1个完整的载货车边梁式车架有限元模型,通过应用不同的钢板弹簧悬架模型进行只承受竖直载荷的弯曲工况和既承受竖直载荷又承受纵向载荷的制动工况的有限元分析,对比分析了5种模型的优缺点及对4个基本条件的满足情况.结果表明:方案3中等效弧形薄板模型可以有效模拟无副簧的钢板弹簧悬架,而有副簧的模型采用方案5比较适合,二者都能够满足各项基本要求.     

一种基于振动舒适性的山地自行车后悬架参数设计方法

采用实验方法,比较了在不同频率简谐激励下后悬架配有不同类型减振器时全减振山地自行车车架的振动特性,发现在一定频率范围内弹簧减振器具有良好的减振效果.通过对具有弹簧减振器后悬架山地车的车架振动实验验证了该车架动态仿真模型的正确性,在此基础上建立了整车动态仿真模型.借鉴国际标准ISO2631-1中人体承受全身振动的评价方法,给出了自行车骑行过程中振动舒适性的评价指标.采用均匀设计试验法进行了整车动态仿真实验,并通过逐步回归分析找到了减振器刚度和结构尺寸等后悬架设计参数与评价指标之间的映射关系,同时利用规划求解方法对设计参数进行了优化.研究过程为山地自行车后悬架的设计提供了一种有效方法.     

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统动力学仿真分析与实验研究

以AD250铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统为研究对象，运用虚拟样机技术，在不同载荷和车速下对其进行了动力学仿真分析，仿真结果与实验结果具有很好的一致性，表明所建模型是准确的；分析表明，前悬架橡胶弹簧刚度的非线性特性能满足前悬架在不同载荷下具有等支承频率，从而保持稳定的行使平顺性要求；而后悬架系统在轻载荷下较之重载荷时具有较高的支承频率。分析的结果为橡胶弹簧悬架系统进一步优化设计提供了理论支持。     

车辆悬架和座椅悬架的鲁棒H_∞集成控制策略

在建立"车-椅-人"车辆集成控制模型的基础上,提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H∞集成控制策略.以人体垂直加速度响应功率谱密度为控制输出目标,以满足车辆悬架动行程范围、车轮动静载荷比响应和所需的集成控制力要求为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架集成状态反馈控制器.通过仿真软件MATLAB进行了集成控制系统的仿真分析与比较,证明了该方法的可行性和有效性,为车辆主动悬架系统的研究提供了理论依据.     

路面不平度影响下的悬架动载计算

建立了包含阻尼的悬架系统振动微分方程,运用现代控制工程理论进行拉普拉斯变换,以解线性方程组与待定系数的方法求解传递函数解析解,通过拉普拉斯反变换求出振幅解析解.在对拉普拉斯变换及解析解进行细致的分析后发现,可以有选择地进行变换,以求出易于表达与分析的解析解.同时将路面谱看作多个正弦函数的叠加,在车辆稳态运动的情况下,运用线性系统输出叠加原理,得出了振幅的简捷有效解析解表达式,避免了一系列求解过程;用数值方法求出了主动悬架的动载荷;本方法用VB编程.本软件为悬架的动态可靠性设计与分析提供了载荷方面的准备.     

轿车扭杆梁后桥硬点设计方法

介绍了轿车扭杆梁后桥硬点的设计方法,分析了后桥衬套的安置角度及径向刚度、轴向刚度对整车性能的影响,并运用ADAMS软件建立了杆梁后桥动力学模型,验证了理论分析方法的正确性．通过实际设计例子总结了扭杆梁后桥的设计要点,为整车早期开发提供了依据．     

轿车扭力梁后悬架的开发研究

对比了扭力梁与多连杆悬架的基本特性,介绍了多体系统动力学软件ADAMS的功用,构建了后扭力梁模型,对悬架侧向力特性、车轮反向跳动特性、侧倾中心高,以及不同侧倾中心高对整车转向特性的影响,进行了动力学分析,得出了关于扭力梁位置、模型前束变化、侧倾中心高与开口的关系以及方向盘转角超调量等关系到新产品设计的重要结论.     

多车激励下波形钢腹板连续梁桥沥青铺装动力学响应

为研究多车激励作用下大跨径桥梁桥面铺装层的动力学响应,建立含有Fiala轮胎的多刚体实车模型以及大跨径桥梁有限元精细模型,考虑桥面随机不平顺激励,构建包含桥面铺装层的车-桥刚柔耦合系统动力学模型。计算准静态条件下桥梁控制截面的挠度,并与现场静载试验进行对比,验证了所建车-桥耦合模型的正确性与计算结果的有效性。研究不同编队多车荷载作用下波形钢腹板连续箱梁桥铺装的动力响应,不同工况对于车辆后轴悬架力和垂向轮胎力的影响,结果表明：多车荷载相比于单个车辆荷载所引起的动力响应更大,更容易引起桥面铺装和桥梁结构的早期损伤;在车辆数量相同、车速相同、前后车距相等的情况下,车辆行驶编队不同时所引起的桥面铺装层最大挠度、最大纵向应力和最大横向剪应力分别增大了19.7%、23.5%和8.0%,且最大纵向拉应力和剪应力均发生在防水混凝土-混凝土梁之间,容易产生早期疲劳开裂;车辆后轴悬架力随着载重增加而增大,垂向轮胎力随着速度和载重增加而增大。     

扭杆梁后桥结构轻量化分析

建立了Passat轿车扭杆梁后桥的精确有限元分析模型；提出以安全系数、静扭转刚度和一阶固有模态为轻量化分析的性能评价指标；利用三种材料，分别对提出的三种优化结构形式后桥方案进行轻量化优化分析，最后从性能指标、制造工艺、材料成本及减重效果几个方面综合分析出一种最优轻量化技术方案.     

基于K&C试验台的扭力梁与多连杆悬架研究

以某新旧两款商务车为研究对象,该两款车型后悬架分别采用扭力梁式悬架与多连杆式独立悬架,利用KC试验台获取其悬架系统的特性参数,对比分析平行轮跳试验结果中的车轮外倾角以及车轮前束角的差异和特点,然后基于整车基本数据使用汽车仿真软件Carsim分别建立整车模型,进行转向盘转角阶跃输入仿真,并通过整车侧向加速度与横摆角速度的变化来分析两种不同的后悬架对这款车型整车操纵稳定性的影响。结果表明,相对于扭力梁式后悬架,多连杆式后独立悬架能够加快稳态响应,减小谐振幅度,而且在特殊工况下,侧倾现象明显更小,响应速度更快。     

某车型水箱下横梁开裂分析研究

针对某车型可靠性试验时发生车身水箱下横梁异常开裂问题,通过多体动力学分析获得车身悬置点载荷并进行有限元分析,对车身水箱下横梁开裂问题进行分析和验证.结果表明水箱下横梁异常开裂是由于下横梁台阶处有应力集中现象,台阶开裂位置的最大应力值为294.2 MPa,选用材料为HC340LAD+Z,屈服的极限为340 MPa,但因高周疲劳（循环次数较多）依然产生破坏,找到开裂原因,并提出结构优化方案,通过道路试验验证,优化后的结构能够满足设计要求.     

基于改进遗传算法的半挂牵引车平顺性与操稳性协同优化

为实现平顺性和操纵稳定性的协同优化,以某半挂牵引车悬架系统为研究对象,以脉冲输入下座椅坐垫上方z向最大加速度、角阶跃输入下的横摆角速度振幅为目标,选取前后悬架钢板弹簧刚度、前后悬架减振器鞍座刚度以及阻尼系数为设计变量,建立目标函数并利用改进NSGA-Ⅱ遗传算法对设计变量进行寻优匹配,最后将最优参数导入ADAMS/CAR...     

铰接式自卸汽车平衡悬架动力学特性

应用ADAMS软件建立了重型铰接式自卸汽车后车体虚拟样机模型,运用四柱仿真试验台对平衡恳架的动力学特性进行仿真,得到了横拉杆在中、后桥4个车轮分别受到左右反相、中后反相、对角线反相3种激励工况下的受力特性曲线。以不同模型下横拉杆轴向力均方根值的大小为指标,分析了不同的导向机构形式以及不同的纵拉杆夹角对横拉杆动力学特性的影响,为重型汽车平衡悬架导向机构的选型与设计提供理论参考。     

基于试验设计的某微型客车悬架参数匹配优化

 由于悬架系统结构复杂,系统特性指标较多,各项指标相互关联,对车辆的影响规律较为复杂,从理论的角度提出悬架系统优化的目标函数是十分困难的,由此根据多体系统动力学原理,建立了某微型客车的虚拟样机模型,综合考虑整车的操纵稳定性和乘坐舒适性,分别以稳态回转试验中的不足转向度、车身侧倾度和汽车平顺性随机输入行驶试验中总的加权加速度均方根作为评价指标,设计正交试验,从理论上说明前后悬架刚度、横向稳定杆扭转刚度、前后减震器阻尼等悬架参数对微型客车操纵稳定性、平顺性的影响程度,找出显著因素,得到基于仿真试验的悬架参数的最优组合,为后期样车悬架参数的优选及调校提供指导和支持。     

综放开采支架受力测试与分析

对综放支架有后立柱载荷，四连杆、顶梁与掩护梁相互作用力的大小及方向进行了现场测试，建立了支架受力分析的数学模型，结果表明：支架受力相对较小；工序对支架工作阻力影响较大，割煤后移架前支架受力最大，放煤后割煤前支架受力最小；支架总体受力的合力作用点靠前，部分工序出现后柱后拉现象。