某轻型客车前悬架系统设计

文章主要研究轻型客车前独立悬架的设计计算方法以及独立悬架的设计试验验证,首先对麦弗逊独立悬架的主要部件如减震器的设计、螺旋弹簧的设计、横向稳定杆的设计校核及麦弗逊式独立悬架的刚度进行了分析,然后通过试验验证悬架的偏频、平顺性等,优化悬架的设计.     

汽车横向稳定杆的参数化分析及优化

对汽车横向稳定杆的几何尺寸进行参数化处理,采用莫尔积分法推导横向稳定杆的侧倾角刚度计算公式并初步校核强度,通过有限元仿真分析验证该方法的可行性;针对某SUV,以侧倾角刚度为优化目标,采用比例系数优化法对该车的横向稳定杆进行优化设计;然后在ADAMS/Car中建立整车动力学仿真模型,以转向盘角阶跃实验验证优化的效果,最后进行整车实验验证.仿真和实验结果表明,侧倾角刚度较大的横向稳定杆更有助于提高汽车的侧倾稳定性,这进一步验证了文中优化设计的可行性.     

基于ADAMS的麦弗逊悬架运动学优化

悬架运动学的优化是汽车底盘开发中的重要内容,目前商用动力学软件并没有专门针对悬架运动学的优化方法,多采用试凑法或实验设计方法。本文应用Adams/ Insight 工具进行灵敏度分析并确定适当的硬点坐标为优化变量。选用一种适合悬架运动学优化的牛顿迭代法对优化变量进行优化。该方法能快速的找出所需调整的设计变量,并快速有效的找到最优解,适合多目标优化。针对某样车前麦弗逊悬架前束角及外倾角存在的问题,应用该方法对目标函数影响较大的硬点坐标值进行优化,仿真结果表明：该麦弗逊悬架的运动学性能得到了有效改善。     

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。     

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。     

电动小车开发中前麦弗逊式独立悬架匹配设计

介绍了根据整车参数,在满足整车性能和麦弗逊悬架运动特性的基础上,根据悬架结构之间的几何关系,匹配设计计算悬架硬点位置、刚度和阻尼的方法.以国内一款正在研发的电动小车为例,设计了与小车相匹配的前麦弗逊悬架结构,并在ADAMS/CAR下建立悬架模型.仿真结果表明匹配设计的麦弗逊悬架基本满足要求.研究结果为悬架设计的研究提供了参考.     

油气悬架的不确定性多目标优化

为改善某393t矿用自卸车的平顺性能,需要优化油气悬架的非线性刚度阻尼特性,建立了更符合工程实际情况的7自由度整车模型.考虑矿用车运输过程中整车质量与质心位置的不确定性,选取对目标函数影响较大的悬架刚度和阻尼系数作为设计变量,选取整车质心加速度和车身侧倾角、车身俯仰角以及悬架的动扰度和车轮的动载荷作为目标函数,利用基于薄板样条插值的高维模型(TPS-HDMR)构建设计变量与目标函数之间的近似模型.采用基于Pareto概念的多目标优化遗传算法进行优化,得到了最优Pareto解集.仿真结果表明:多目标优化可以同时改善11个目标的性能,提高汽车的平顺性.     

基于多目标遗传算法的主动悬架滑模控制器设计

为提高车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性,针对主动悬架的车身垂直加速度、悬架动行程和轮胎动载荷性能冲突,以及考虑参数不确定与外界干扰带来的鲁棒性问题,本文拟采用滑模控制方法对汽车非线性主动悬架进行主动减振控制研究,并结合多目标遗传算法对滑模控制器进行多目标参数优化.首先,根据1/4车辆主动悬架系统模型利用Lyapunov稳定性理论进行滑模控制器设计;其次,基于滑模控制到达条件和滑模面的稳定条件,结合Hurwitz稳定判据选择合适的滑模面参数;然后,为改进滑模控制方法中按经验选取参数时的不足,采用多目标遗传算法对滑模控制器参数进行多目标优化;最后,进行数值仿真模拟.仿真结果表明,采用多目标遗传算法对滑模控制器进行参数优化后显著地改善了汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性,对汽车非线性主动悬架的减振控制起到了一定的推动作用.     

基于轮胎偏磨的悬架多目标优化设计

针对目前市场性能反馈的轮胎偏磨问题,文章提出了一种悬架优化方法。以某款轮胎偏磨严重的前麦弗逊悬架为研究对象,基于ADAMS/Car软件建立了麦弗逊悬架多体动力学模型,并通过实验数据验证了该模型的正确性;在此基础上,定量分析了前轮定位参数对轮胎偏磨的影响;为合理选择该悬架硬点,基于邻域培植多目标遗传算法(neighborhood cultivation genetic algorithm,NCGA)选取侧滑量、轮距、外倾角和前束角为联合优化目标函数,对关键硬点进行优化,从而实现了全局最优。结果表明:侧滑量、轮距、前束角的变化范围分别减小了11%、22%、98%,有效减少了轮胎偏磨,悬架综合性能得到了改善,有利于提高整车的操纵稳定性,对解决该类轮胎的偏磨问题具有一定的指导意义。     

刚度阻尼联动减振支柱的NJ2045型车后悬架参数优化

为了提高NJ2045型越野车在复杂工况下的行驶平顺性、安全性及道路友好性,将一种刚度阻尼可调式减振支柱替代减振器应用于该车的后悬架。分析了刚度阻尼可调式减振支柱的工作原理和性能特点,针对该减振支柱与钢板弹簧组成的复合式后悬架系统,采用粒子群优化算法,通过Matlab编制优化计算程序,对四种工况下的后悬架的刚度和阻尼进行了最优匹配,并对刚度和阻尼的匹配结果进行仿真分析。仿真结果表明,通过多工况下悬架系统刚度和阻尼的优化匹配,车身加速度、轮胎动载荷和悬架动行程的最大降幅分别为54.5%、48.8%、24.7%,协调了整车行驶平顺性和安全性之间的矛盾,为改善NJ2045型越野车后悬架性能提供了新的技术方案。     

基于NSGA-Ⅱ和BP算法的横置板簧悬架系统多目标优化

为了匹配汽车簧载质量和悬架刚度,文章建立整车悬架系统振动模型,基于多目标优化理论,以车身加速度均方根值最小、车身侧倾角最小为2个优化目标,将非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-Ⅱ）和反向传播（back propagation,BP）神经网络结合进行多目标优化;根据车辆簧载质量变化和性能偏好,对悬架参数进行匹配,然后对悬架参数进行Sobol敏感度分析,得到各悬架参数对平顺性和操稳性的不同重要程度。仿真结果表明,匹配后的数据对平顺性和操稳性均有较好的优化效果,前阻尼值对平顺性影响最大,后刚度值对操稳性影响最大。     

基于遗传算法的带附加气室空气悬架多目标优化

以带附加气室的空气弹簧悬架为研究对象,按照物理模型建立带附加气室空气弹簧的数学模型,考虑到空气弹簧刚度的非线性,将该模型以空气弹簧非线性力的形式直接引入到1/4车辆模型。以提高车辆平顺性、行驶安全性及操纵稳定性的综合性能为目标,以附加气室容积为优化变量,设计带附加气室空气悬架的多目标优化模型;考虑到悬架性能各指标量在量纲与量级上的差异,对各指标量进行统一化处理,并采用线性加权和法将多目标函数转化为单目标评价函数。在MAT-LAB/Simulink中搭建系统仿真模型,采用遗传优化算法对典型工况下的最优附加气室容积进行寻优。优化结果表明,优化附加气室容积能有效提高悬架的综合性能,降低车身加速度、悬架动行程,但轮胎动载荷有所增加。     

麦弗逊悬架运动学仿真分析及其优化

文章运用LMS Virtual.Lab Motion模块,建立某A0车的麦弗逊前悬架模型并进行平行轮跳仿真分析;对硬点坐标和衬套非线性刚度进行灵敏度分析,确定对前轮定位参数和轮距影响大的因素;运用Optimization模块进行多目标优化,改善了该悬架系统的运动特性,建立了一套较完整的悬架运动学分析优化流程,实现了对衬...     

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。     

变刚度悬架的虚拟匹配优化

为解决某客车变刚度悬架的匹配优化问题,首先对传统的汽车悬架匹配方法和流程进行了总结,然后提出了基于计算机辅助优化(CAO)技术的虚拟匹配优化方法,并给出了相应的匹配流程.该匹配方法先建立整车的虚拟优化模型,再编制优化匹配程序并设定优化目标,然后联合优化模型仿真进行虚拟匹配.为建立准确的虚拟模型,特对该车的前后轮胎和空满载下簧载惯性参数进行了测试.文中匹配的悬架参数包括前悬架扭杆的扭转刚度、前后减振器的阻尼系数、前后稳定杆的扭转刚度、后悬架板簧的初级刚度与复合刚度和板簧衬套的径向刚度.匹配时需要考虑空载和满载两种状态下的车辆性能.通过虚拟匹配得到了该车变刚度悬架的匹配结果,然后根据该结果试制了悬架样件,最后在某汽车试验场进行了对比验证试验.结果表明,所采用的虚拟匹配方法对变刚度悬架参数的匹配优化是有效可行的,这对汽车底盘的虚拟开发及优化具有一定的借鉴指导意义.     

基于遗传算法和MATLAB-ADAMS的汽车转向节优化计算

针对某微型汽车转向沉重、前轮摆振和前轮磨耗严重的问题,首先建立了麦弗逊前悬架数学模型,依照给定的前轮定位目标参数,在Matlab环境下,优化计算得出转向节关键点静平衡位置坐标,然后根据计算结果在ADAMS软件中建立麦弗逊前悬架虚拟样机模型,最后采用遗传算法联合ADAMS仿真优化的方法,以前轮上下跳动时4个前轮定位参数值相对于给定值变化量绝对值加权之和最小为综合目标,对其进行优化.优化后4个前轮定位参数值都是围绕目标值上下变化,其中后倾角变化幅度减少32%,内倾角变化幅度减少24%,前束角变化减少34%,外倾角的变化也一直处于外张状态,悬架运动特性得到改善,同时也证明了联合仿真优化方法方便可行.     

基于粒子群算法的麦弗逊悬架硬点优化

文章依据空间解析几何法构建麦弗逊悬架的数学模型,通过与ADAMS模型的对比,验证了模型的精度;采用Screening法和正交试验筛选出对悬架特性有显著影响的硬点坐标,拟合得到各定位参数的响应面函数;依据目标规划法确定各目标函数的加权因子,确定多目标优化模型;基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法实现悬架硬点坐标的多目标优化。结果表明,轮跳试验中,优化后的车轮定位参数变化量比优化前减小了18.10%~30.32%,验证了该文提出的麦弗逊悬架硬点优化方法的有效性。     

混联ISD悬架寄生阻尼和附加刚度对性能的影响分析

为了将混联ISD悬架工程化,提出一种液力惯容器和油气弹簧结合的混联ISD悬架设计方案.针对工程化过程中产生的寄生阻尼和附加刚度可能会恶化悬架性能的问题,建立包含惯容器寄生阻尼和油气弹簧附加刚度在内的1/4工程化混联ISD悬架模型.通过仿真计算,分析寄生阻尼和附加刚度对悬架性能的影响,并利用多目标优化方法,对寄生阻尼和附加刚度进行优化设计.结果表明,与混联ISD悬架相比,工程化混联ISD悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷功率谱密度低频共振峰值分别下降了9.1%,65.9%,11.8%,均方根值分别降低了1.6%,3.9%,1.1%.可见,在混联ISD悬架的工程化设计中,通过优化设计,将寄生阻尼和附加刚度控制在合理水平,能使工程化前后悬架性能基本一致.      

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     

悬架控制臂多目标拓扑优化

为了对悬架控制臂进行轻量化,并保证轻量化的悬架控制臂仍能满足动静态性能要求,采用了多目标拓扑优化的方法。首先以控制臂为柔性体在Adams/Car中建立悬架刚柔耦合模型并对该模型进行多体动力学分析,从而得到悬架控制臂在制动、转向及过凸包等极限工况时的边界条件;然后采用惯性释放的方法对悬架控制臂进行有限元静力分析及模态分析,并根据结果分析其动静态性能;再运用折衷规划法对该悬架控制臂进行多目标拓扑优化,并通过正交试验的方法确定目标函数的权重。最终得到的新控制臂模型重量比原模型降低18.1%,总体刚度及低阶频率都有提高,各极限工况应力均小于许用应力。结果表明,轻量化的悬架控制臂满足性能要求,验证了设计的合理性。