基于Adams的某重型商用车操纵稳定性优化研究

针对重型商用车的操纵稳定性问题,据某重型商用车的实车参数,利用多刚体动力学软件Adams建立各子系统模型并装配成整车模型;通过检验同工况下整车模型仿真结果与试验样车试验结果以验证模型精确性;发现增大钢板弹簧刚度、前横向稳定杆刚度及鞍座刚度或减小后横向稳定杆刚度均可增强整车的操纵稳定性,最后以响应曲面模型和遗传算法为优化手段对各刚度参数优化,得到最优参数解(钢板弹簧刚度、前后横向稳定杆刚度及鞍座刚度)来提高重型商用车的操纵稳定性,优化后如蛇形实验中的横摆角速度幅值和侧倾角幅值甚至可有效降低10%左右,优化效果显著。     

横向互联空气悬架动侧倾角刚度特性

利用经试验验证的横向互联空气悬架整车模型,分析了互联管径与外界激励条件对横向互联空气悬架侧倾特性的影响.结果表明:相同振幅下,激励频率较低时,空气弹簧是提供悬架动侧倾角刚度的最主要元件之一,互联管径对悬架动侧倾角刚度影响显著;激励频率较高时,减振器对动侧倾角刚度的贡献度可达80%以上,而空气弹簧的贡献度不足10%,互联管径对悬架动侧倾角刚度影响不再明显.根据空气弹簧、减振器、横向稳定杆对悬架动侧倾角刚度的贡献度,提出了互联管径选定方法,可为悬架系统参数匹配提供新的理论依据.     

某扭转梁后悬架侧倾刚度的解算与优化

建立悬架侧倾力学模型,利用结构力学的初参数法,推导出带稳定杆的扭转梁的扭转刚度解析解,在此基础上建立了其等效在车轮处的侧倾角刚度的数学模型,通过与ABAQUS软件建立的有限元模型的仿真结果对比验证其可靠性.结合NSGA-Ⅱ算法对悬架的侧倾角刚度及横梁总质量进行了优化,结果表明横梁质量和侧倾角刚度得到很好的折中,证实了该优化方法较为可靠,对扭转梁后桥开发初级阶段总成特性参数的设计、选择具有理论指导意义.     

横向稳定杆的参数计算与设计

横向稳定杆是汽车悬架中的重要零件。它不仅可以防止车身在转向等情况下发生过大的侧倾 ,还直接影响到汽车的操纵稳定性。本文推导了横向稳定杆侧倾角刚度计算公式 ,并在此基础上分析了其主要影响因素。还提出了横向稳定杆的若干设计要点 ,并介绍了根据横向稳定杆的应力有限元分析结果确定其弯曲处曲率半径的方法     

基于粒子群优化的主动稳定杆系统自抗扰控制

为了提高车辆的抗侧倾能力，设计了液压马达驱动式主动稳定杆控制系统，提出了基于粒子群优化（PSO）算法的分层控制策略。上层自抗扰控制器（ADRC）计算出整车所需反侧倾力矩，整车所需要的反侧倾力矩经过分配器分配到前后轴，下层三闭环比例-积分-微分控制器（PID）接收到所要提供的反侧倾力矩后计算出控制电流输入到伺服阀，从而驱动马达输出轴旋转并通过稳定杆产生主动力矩，实现车辆的主动防侧倾控制。为了使控制器有更好的控制效果，采用PSO算法整体优化上、下层控制，优化后的ADRC和PID参数再输入到整车模型中，为了使仿真接近实际效果，把实验测得的横向稳定杆扭转刚度也代入到模型中。在C级路面上采用蛇形和双移线工况进行仿真，通过将PSO优化的自抗扰系统与被动系统、PID控制系统和未优化的自抗扰控制系统对比进行仿真验证。仿真数据表明：侧倾角的大小直接影响车辆侧倾稳定性，采用PSO算法优化的分层控制策略能显著降低车辆的侧倾角，有效抑制过度的车身侧倾运动带来的不稳定性；主动控制的稳定杆比传统被动式稳定杆能更好地给车辆提供所需要的反侧倾力矩，提高了车辆抗侧倾能力；优化后的ADRC控制器比被动系统和未优化的ADR...     

装有互联双横臂独立悬架的方程式赛车仿真分析

双横臂独立悬架有着出色的侧向支撑和精确的车轮定位,加装第三弹簧可构成悬架互联模式,从而实现悬架垂直线刚度和侧倾角刚度的结构解耦,以调和操纵稳定性与行驶平顺性之间的矛盾,进而达到使第三弹簧与横向稳定杆有效分类管理垂直线刚度与侧倾角刚度的目的。通过ADAMS/CAR模块对方程式赛车进行运动学以及动力学仿真分析,结果表明第三弹簧在同向轮跳时能增加垂直线刚度并且对侧倾角刚度影响甚小;而在加速和制动过程中,可忽略对车身侧倾产生影响,但能有效抑制加速抬头和制动点头。通过第三弹簧与横向稳定杆的联合使用,赛车的悬架得到较大的垂直线刚度与侧倾角刚度的调节区间。经过各类操纵稳定性仿真分析对比,表明第三弹簧能有效提高车辆纵向性能,以及可为底盘调校提供启示和方法。     

某轻型客车后悬架稳定杆设计

对某轻型客车单斜臂式后悬架布置横向稳定杆,根据几何关系分析了横向稳定杆在悬架系统中运动协调性和有效性;试验结果表明,设计的稳定杆能有效改善整车的操纵稳定性,前后悬架的侧倾角刚度匹配也更趋合理.     

装有动力调节悬架系统车辆的频域建模与仿真

以某越野车为样车,首次建立了装有动力调节悬架系统的车辆动力学频域模型,采用阻抗传递矩阵获得油路的阻抗阵,通过数值优化迭代寻根方法,求解模态特征值,并与建立的不带横向稳定杆的整车模型和带横向稳定杆的整车模型进行模态参数对比和模态分析.结果表明,动力调节悬架系统使车辆在保持原有乘坐舒适性的同时,能有效抑制转弯时车体的侧倾运动,且大幅降低簧下的扭转刚度,越野路面时车轮能充分接触地面,提高车辆通过性能.     

基于dSPACE的液压式主动稳定杆实验平台设计

为研究液压式主动稳定杆对汽车在高速转向时侧倾稳定性的影响,设计并实现了液压式主动稳定杆硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)仿真实验平台。以单/双轴通用稳定杆实验台架为基础,使用MC9S12DG128单片机为核心设计控制器,利用dSPACE实时仿真系统运行整车动力学模型,研究典型转向工况和不同类型路面激励情况下的液压式主动稳定杆对车辆侧倾稳定性的改善情况。实验结果表明,该实验平台能够很好地模拟实验环境,为主动稳定杆系统的开发提供了有力的支持。     

某微型电动汽车麦弗逊前悬架设计优化

针对车辆的车身垂直加速度、悬架动行程以及轮胎动位移性能冲突,采用多目标遗传算法对麦弗逊悬架进行减振控制研究。结合虚位移原理推导出悬架螺旋弹簧刚度的计算公式,并对电动汽车前稳定杆进行受力分析,计算稳定杆各段所产生的弯曲位能和扭转位能,推导出稳定杆线刚度的计算公式,进而计算麦弗逊前悬架侧倾角刚度;采用多目标遗传算法对麦弗逊悬架参数进行优化并进行数值仿真模拟。仿真结果显示,经过多目标优化后的麦弗逊悬架各项性能均优于优化前,显著改善了电动汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。     

载货汽车多侧翻指标关联性分析与实用化表征方法研究

以优化载货汽车实用化侧翻预警指标表征方法为目的,针对3种侧翻指标(侧向加速度、侧倾角、横向载荷转移率)展开理论关联性分析和动力学仿真试验验证。基于简化的车辆侧倾动力学模型,推导3种侧翻指标关联模型,在Matlab/Simulink中建立基于某轻型载货汽车实际参数的非线性多自由度动力学模型,设置车速与转向角独立变化的2组阶跃转向工况,研究车辆侧翻指标定量关联性及实用化表征方法。通过最终稳定点的分布拟合得到侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度之间的线性数值化模型,进而验证了提出利用侧向加速度间接表征侧倾角和横向载荷转移率的实用化侧翻预警指标表征方法。结果表明:随着方向盘转角和车速的提高,侧倾角和横向载荷转移率与侧向加速度在整个仿真过程中能够快速趋于稳态。通过此法计算出的车辆侧倾角和横向载荷转移率,为后续车辆侧翻预警控制系统的设计提供了良好的指标基础。     

某跑车操纵稳定性仿真及优化

运用多体动力学分析软件Adams/Car,对某跑车建立了135自由度整车模型,对其仿真按照操纵稳定性国家标准进行评分,发现了该车某些性能的不足之处。传统的操纵稳定性优化方法主要是通过优化悬架定位参数,但该悬架的定位参数都已经过优化,仍达不到预期效果。为进一步优化该车的某些性能不足之处并保证其他优秀性能不变,本研究采用保持悬架定位参数不变,以整车质量、前轴轴荷、后横向稳定杆扭转刚度3个参数作为优化设计参数,对整车操纵稳定性进行优化分析,发现可显著提高其操纵稳定性。     

某MPV车前悬架K&C特性稳健性优化

针对传统的悬架KC特性优化设计时没有考虑悬架衬套和横向稳定杆中存在的不确定因素的问题,提出了一种便于工程实践的悬架KC特性的稳健性设计方法。将悬架硬点作为可控因素,衬套和横向稳定杆刚度作为不确定性因素,借助ADAMS/Insight软件,通过拉丁超立方抽样建立悬架KC特性的响应面方程。然后利用Isight软件的6σ优化方法,利用蒙特卡罗模拟对硬点进行优化。结果表明,优化后前束角、外倾角、主销内倾角和主销后倾角特性得到提升,且悬架KC特性的多目标响应函数标准差降低26%。优化后的悬架系统主要KC特性性能得到提升,衬套和横向稳定杆刚度对悬架系统的影响程度降低,悬架KC特性的稳健性得到提升。     

宝斯通客车底盘悬架设计

文章以宝斯通客车底盘为例,对双横臂独立悬架刚度、横向稳定杆的刚度和前、后悬架的刚度阻尼匹配进行了计算;对影响操纵稳定性、制动性的参数,如侧倾中心、纵倾中心进行了分析     

基于响应面方法的车辆多目标协同优化

建立包含7个子系统的某整车动力学仿真模型,以整车的操纵稳定性和行驶平顺性达到最佳匹配为目标,整车的悬架刚度和减震器的阻尼以及稳定杆的扭转刚度为优化变量,在ADAMS/CAR环境下进行仿真。根据中国汽车行业标准QC/T 480—1999和GB/T 4970—2006,分别以操纵稳定性的4个闭环评价指标和平顺性的随机路面评价指标的综合计分为目标函数,以相应计分的最大、最小值作为约束函数建立协同优化的数学模型。然后采用中心复合试验方法设计59组试验,根据实验数据,运用响应面方法(RSM)拟合出回归模型,得到最优值。仿真结果表明该优化方法使汽车的综合计分提高了13%,操纵稳定性和平顺性同时得到优化。     

客车半主动悬架防侧翻模糊滑模控制

为了提高客车的防侧翻能力,建立了4自由度的客车整车动力学模型,并以此为基础设计了半主动悬架防侧翻控制器,提出了一种基于半主动悬架的模糊滑模控制策略.在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真计算,仿真结果表明:采用所提出的模糊滑模控制策略,可以有效地降低汽车非直线行驶时的侧倾角以及侧倾角速度,提高汽车的侧翻稳定性,降低汽车侧翻事故发生可能性.     

麦弗逊悬架刚度对汽车稳态转向特性的影响

以多体系统动力学理论为基础，以某微型汽车为工程实例，建立了包含车架、转向系、前后悬架和差速器5大总成的某麦弗逊前悬架汽车稳态转向特性整车动力学分析模型，研究了螺旋弹簧刚度和横向稳定杆直径等悬架刚度参数对汽车稳态转向特性的影响规律。分析结果表明，增加前螺旋弹簧刚度和横向稳定杆直径能明显提高该车的稳态转向特性，但稳态转向特性得分值增量却逐渐下降。因此，合理选择前悬架刚度参数是提高麦弗逊前悬架汽车稳态转向特性的有效途径。     

汽车静态侧翻门槛值的计算方法

文章介绍了一种汽车静态侧翻门槛值的计算方法，该方法考虑了悬架和轴的侧倾以及悬架组合侧倾角刚度和轮胎垂直刚度，具有较高的准确性。同时推导了侧翻门槛值的两种简化计算方法，以评估汽车的侧倾稳定性。     

安装液压互联悬架铰接车辆的稳定性研究

为了探究悬架性能和鞍座结构参数对铰接车辆操纵稳定性的影响,提出了一种在半挂车单轴悬架上应用的抗侧倾液压互联系统.首先建立了半挂车单轴抗侧倾液压互联悬架频域模型并通过侧倾位移传递函数验证了该模型的有效性,同时依据复模态振动理论获得悬架的等效刚度和等效阻尼.在此基础上,建立了包含鞍座特性的铰接车辆耦合液压互联悬架模型实现仿真模拟.结果表明,鞍座刚度参数均不考虑时,该液压互联悬架系统只能单一地提升半挂车的侧倾稳定性;考虑鞍座侧倾刚度参数时,该系统下的牵引车和半挂车的侧倾、横摆稳定性以及整车的协调稳定性均得到提升,且增大鞍座横摆刚度和减小鞍座牵引点至半挂车距离,提升效果愈显著.所得结果为安装液压互联悬架铰接车辆的优化设计提供理论依据.     

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。