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五连杆悬架运动学特性的分析与优化
| 论文题名： | 五连杆悬架运动学特性的分析与优化 |
| 关键词： | 汽车;悬架装置;运动学特性;操纵稳定性;仿真模型 |
| 摘要： | 悬架是车架与车桥或车轮之间一切传力连接装置的总称，在车轮上下跳动过程中，车轮定位参数与轮距等参数会产生运动学上的变化，悬架运动学特性对汽车操纵稳定性有着至关重要的作用，同时也影响汽车的平顺性、制动性等汽车动力学性能，对轮胎的磨损也有一定的影响。近年来，五连杆悬架因其良好的操纵稳定性与乘坐舒适性等综合性能，在中高级轿车上获得了广泛的应用，但五连杆悬架杆系复杂，悬架运动学和弹性运动学(K&C)特性设计难度高。因此研究五连杆悬架运动学性能，分析整车的操纵稳定性，优化悬架结构，对提高整车性能有着重要的意义。本文以某乘用车后悬架的结构及相关数据为基础，考虑悬架硬点的不确定性，对五连杆悬架运动学特性及整车操纵稳定性进行分析与优化。 首先，从理论上出发，在分析刚体运动学的基础上，推导出五连杆悬架运动学分析中的空间姿态坐标变换矩阵，利用空间机构自由度理论，建立五连杆悬架运动学数学模型，采用瞬时螺旋轴的方法对悬架的虚拟主销进行近似求解，并在MATLAB中求解车轮定位参数的变化曲线。然后通过ADAMS建立该五连杆悬架多体动力学仿真模型，验证了数学模型的准确性。根据多款车型的K&C实验数据，总结K&C特性的合理变化范围，并对该悬架的K&C特性进行评价。 其次，在五连杆悬架动力学模型的基础上，建立整车动力学仿真模型，并根据国标进行操纵稳定性典型试验，分析表明该车存在较大的优化空间。利用模糊灰色关联算法进行悬架硬点的灵敏度分析，考虑悬架硬点的不确定性，利用NSGA-Ⅱ算法与IP-GA算法对悬架进行了多目标不确定性优化设计，同时利用NSGA-Ⅱ算法对悬架硬点进行确定性优化设计。优化过程中采用所建立的五连杆悬架数学模型，不仅保证了模型的精确性，同时避免在优化过程中反复调用ADAMS多体动力学模型，进而提高优化的效率。优化后整车的操纵稳定性提高，但与确定性优化设计相比，不确定性优化具有更好的鲁棒性。 |
| 作者： | 辛运 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 郭孔辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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