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基于多体理论的汽车悬架系统分析、设计与控制研究

悬架系统是汽车的一个非常重要的总成。悬架系统设计的成功与否是决定整车设计水平的关键因素之一。随着数学、力学、计算机信息科学等学科的发展而发展起来的多体系统动力学和智能控制理论为解决汽车悬架的分析、设计和控制问题提供了有力的工具。论文综述了多体系统动力学理论的发展、现状及其建模方法的特点,指出应建立多体系统模型进行整车和悬架系统的分析、设计和控制研究:总结了不同的控制方法在汽车半主动悬架控制中的应用,提出将基于遗传算法的模糊神经网络策略应用于半主动悬架控制中的思想。研究了悬架系统运动学分析方法。应用多体系统运动学理论对双横臂独立悬架进行了运动学分析;提出了基于运动学仿真的双横臂独立悬架导向机构的布置设计的方法和思路,首次将多体系统运动学和遗传算法理论应用于双横臂独立悬架导向机构的布置这一多目标优化设计问题中,利用所编制的软件进行了分析和设计。相关的实验结果证明了所提方法的正确性。提出了解决多体系统动力学方程求解过程中的违约问题的一  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

《农业机械学报》2004年03期
农业机械学报

基于多体动力学的双横臂独立悬架线刚度的计算

引言在进行汽车性能分析和悬架设计时,确定悬架系统的线刚度是一个非常重要和首先要解决的问题。不同导向机构的悬架,系统刚度的计算方法是不同的。用扭杆作为弹性元件的双横臂独立悬架是目前轻型汽车上普遍使用的悬架形式,由于其刚度特性的非线性,计算有一定的困难。文献[1 ]介绍了以往的研究,指出由于独立悬架是空间机构,用传统的平面模型进行分析存在较大误差。本文将在建立独立悬架空间模型基础上,应用多体系统动力学理论分析轮胎与地面间作用力及车轮垂直向上位移,进而导出以扭杆为弹性元件的双横臂独立悬架系统刚度随车轮跳动行程的变化关系。悬架系统线刚度的定义悬架线刚度定义为轮胎与地面间作用力的变分与车轮在垂直方向上位移的变分之比,表示为Kl=ΔPΔH ( 1 )式中 Kl——悬架线刚度ΔP——轮胎与地面间作用力的变分ΔH——车轮在垂直方向上位移的变分为了得到系统刚度随车轮跳动行程的变化关系曲线,采用以下方法:给出若干个离散的车轮位移值,将它们作为求解动...  (本文共4页) 阅读全文>>

《上海工程技术大学学报》2008年01期
上海工程技术大学学报

前双横臂独立悬架运动对车轮定位参数的影响

汽车悬架系统的设计必须适应行驶平顺性和安全性的要求[1,2]。悬架系统在传递车轮与车架之间力的同时,也缓和了大量来自路面的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,保证了汽车行驶的平顺性、理想的运动特性和操纵稳定性[3]。前悬架为不等长双横臂式独立悬架,它虽然在结构上较为复杂,但如果上下两控制臂的长度选择适当,可以减少车轮沿路面的滑移,使主销内倾角、主销后倾角以及轮距的变化都不大,不大的轮距变化在轮胎较软时可以由轮胎的变形来适应。1双横臂独立悬架模型汽车设计中的虚拟样机技术是以多体动力学为理论基础的[4,5]。本文根据某车前双横臂独立悬架关键硬点坐标值,建立前双横臂独立悬架运动学模型(包括驱动半轴的建立)[6],如图1所示。在副车架上建立固定约束,以模拟的台架作用于车轮的力进行激励,分析前悬架跳动时定位参数的变化特性[7,8]。图1前双横臂独立悬架模型Fig.1 Front double wishbone independents...  (本文共3页) 阅读全文>>

《山东交通学院学报》2016年04期
山东交通学院学报

基于多学科设计法的汽车双横臂独立悬架优化设计

双横臂式独立悬架广泛应用于现代汽车上,其运动特性直接影响汽车操纵稳定性、转向轻便性和轮胎使用寿命等[1-2]。国内外诸多学者在双横臂悬架优化设计方面进行了大量的研究[3-6],文献[7]利用多目标遗传算法对轮胎滑移和倾角的变化进行优化,得出双横臂悬架轮胎滑移和外倾角的变化关系及其悬架导向杆系参数;文献[8]采用统一目标法将多目标函数转化为单目标函数,对前轮定位参数进行了优化。多学科设计优化方法(multidisciplinary design optimization,MDO)作为一种新型的优化设计方法已经在多种行业得到应用,该方法是充分利用和探索系统中相互作用的协同机制来设计复杂系统和子系统的方法论,充分考虑各子系统间的耦合关系,并通过协调各子系统间的关系寻求系统级的整体最优解[9-11]。本文以某款汽车的双横臂独立悬架为研究对象,建立主销后倾角最小、外倾角和前束角变化量最小的目标函数,基于多学科优化设计方法,集成ISIGHT...  (本文共6页) 阅读全文>>

《轻型汽车技术》2008年Z2期
轻型汽车技术

轮式车辆双横臂独立悬架运动学分析

双横臂独立悬架是汽车悬架结构中一种常见的z形式,其运动规律直接影响到汽车的使用性能,特别z是操纵稳定性、舒适性、转向轻便性和轮胎使用寿命[1]。欲设计理想的悬架结构,必须对其导向机构做出准x y地平面1540mm确的描述和分析,从而合理地确定其几何尺寸参数。2600mm(后视图)前双横臂独立悬架是一种比较复杂的空间机构,y其运动直观性差,进行运动学分析困难较大,现在国内外利用计算机对其进行运动分析,采用的方法多前轴中心线后轴中心线汽车中心线x种多样,如多体系统动力学原理[2]、矢量法[3]、空间解析几何法[4]、有限微回转法[5]、多目标优化法[6]等。但这些方法编程普遍比较复杂,可操作性相对较差。本文基于多体系统动力学提出一种解决方法,利用Mat-图1基础坐标系示意图lab中符号数学工具箱,使编程计算更加易于实现。合。AT为由点A向BC轴作的空间垂线的垂足,DT1双横臂独立悬架导向机构空间为由点D向EF轴作的空间垂线的垂足。当...  (本文共5页) 阅读全文>>

《江苏大学学报(自然科学版)》2004年02期
江苏大学学报(自然科学版)

双横臂独立悬架转向梯形机构断开点的优化

双横臂独立悬架转向梯形断开点的确定是独立悬架和转向梯形设计的关键问题之一 传统的确定方法主要是用平面作图法,但此法不考虑上下控制臂回转轴线的空间角度,误差较大 文献[1]对此已有所纠正,但仅以满足前束变化量最小作为优化函数,没有考虑转向时内外车轮转角关系应尽量符合Ackerman转向几何条件,这种方法也有欠缺 因为车轮前束变化量最小,并不能保证内外车轮转角的变化规律符合理想的内外转角关系 作者对双横臂独立悬架运动特性进行分析,应用文献[2]中转向梯形机构运动特性的分析,进行两方面综合,给出转向梯形断开点的优化设计方法 用这个优化方法确定的转向梯形断开点的位置,可保证车轮前束变化最小的同时兼顾Ackerman转向几何条件 [3]1 运动特性分析及目标函数1 1 双横臂独立悬架运动分析1 1 1 坐标系的建立Oxyz是把整车的制图基础坐标系的x轴调一下方向后所得 根据D-H坐标系规定建立各杆杆坐标系(见图1),以上、下控制臂转动副A...  (本文共4页) 阅读全文>>