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原文传递 多工况下的大排量摩托车平顺性研究与优化
论文题名: 多工况下的大排量摩托车平顺性研究与优化
关键词: 大排量摩托车;加速工况;制动工况;平顺性
摘要: 随着国内机车文化的兴起,大排量摩托车凭借着出色的动力性而备受人们的喜爱和欢迎,因此,在保证大排量摩托车高速行驶动力性的同时,通过对摩托车悬架系统的研究来提升多工况下的大排量摩托车行驶平顺性是十分有必要的。
  本文以某国产400CC大排量摩托车为研究对象,针对整车动力学建模时普遍存在的模型偏差问题,提出一种运用多体动力学仿真、试验设计灵敏度分析和近似模型技术的模型参数修正方法,以此来获取准确的仿真模型。基于修正后的整车动力学模型,在加速和制动两种工况下对整车进行平顺性仿真分析,根据分析结果,以两种工况下的车身俯仰和垂向振动加速度为优化目标,采用NSGA-II算法对悬架系统参数优化匹配,并利用改进后的实车对优化结果进行验证。主要研究内容如下:
  (1)运用多体动力学理论与方法,采用“模块化”的建模思想,根据实车参数在VI-Motorcycle软件中建立悬架、车身、动力、制动、轮胎和驾驶员各子系统模型,然后利用通讯器对各子系统模型进行装配,完成大排量摩托车多体动力学模型的建立。
  (2)在整车建模过程中,由于对模型的简化以及关键参数的测量误差,导致所建立的摩托车动力学模型与实车模型存在一定偏差。针对此问题,本文提出一种运用多体动力学仿真、灵敏度分析与响应面近似模型技术的模型参数修正方法,以实车测试结果中的车身俯仰振动加速度和垂向振动加速度为修正目标,以簧上质量、车身质心位置以及前后悬架系统弹簧刚度作为可调参数,对整车动力学模型参数进行修正,并采用实车对模型参数修正效果进行了验证。结果表明:修正后的整车动力学模型与实车之间各目标响应的误差均在8%以内,与实车的符合程度较高,可以替代实车进行大排量摩托车动力学相关问题的研究。
  (3)基于修正后的整车动力学模型,在加速和制动两种工况下进行平顺性仿真分析,得到车身俯仰振动和垂向振动加速度时域响应,并将以上指标峰值作为目标响应。采用最优拉丁超立方抽样法对悬架系统参数进行灵敏度分析,根据分析结果,利用NSGA-II算法实现了多工况下的悬架系统参数优化。结果表明:加速工况下的车身俯仰和垂向振动加速度峰值分别降低了18.71%和8.30%;制动工况下的车身俯仰和垂向振动加速度峰值分别降低了21.23%和16.87%,大排量摩托车在多工况下的行驶平顺性得到明显改善。
  (4)应用改进后的实车对优化结果进行验证,结果表明:加速工况下的车身俯仰和垂向振动加速度峰值经实车检验分别降低了12.28%、11.55%,制动工况下的车身俯仰和垂向振动加速度峰值经实车检验分别降低了14.69%、10.54%,实车实验结果与仿真结果基本一致,证明了该优化方案的可行性。
作者: 李振江
专业: 车辆工程
导师: 冉险生
授予学位: 硕士
授予学位单位: 重庆交通大学
学位年度: 2022
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