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基于虚拟样机的一种摩托车多连杆后悬架优化设计
| 论文题名： | 基于虚拟样机的一种摩托车多连杆后悬架优化设计 |
| 关键词： | 摩托车;多连杆后悬架;优化设计;硬点位置;行驶平顺性;瞬态强度分析 |
| 摘要： | 后悬架系统作为摩托车的重要组成部分，在摩托车行驶过程中吸收路面对车身的振动与冲击。多连杆后悬架作为一种重要的结构形式，其硬点位置直接影响摩托车的行驶平顺性，结构强度影响摩托车在行驶过程中的安全性。因此从动力学方面对多连杆后悬架进行优化设计具有重要的工程实用价值。 本文以某国产摩托车为研究对象，针对摩托车在行驶过程中的俯仰振动与垂向振动问题，建立整车模型，通过优化多连杆后悬架关键硬点提高了摩托车的行驶平顺性。基于后悬架硬点的优化结果，完成后悬架关键零部件的结构设计，并通过对其进行瞬态强度分析验证了结构的合理性。最后通过实车试验验证了该结构优化方案的可行性。主要研究内容如下： （1）根据研究对象的三维数模与零部件检测数据，在 VI-Motorcycle 中建立了整车多体动力学模型，在 C级路面与脉冲路面下完成了摩托车平顺性仿真分析，并通过仿真结果与试验结果进行对比，验证了动力学模型的准确性。 （2）针对该摩托车的俯仰振动与垂向振动问题，建立了多目标优化数学模型，以多连杆后悬架关键硬点位置为设计变量，通过 NSGA-Ⅱ算法完成后悬架硬点的多目标优化。优化结果表明：在 C级路面与脉冲路面下，优化后摩托车的俯仰振动与垂向振动得到明显改善。 （3）基于后悬架硬点优化结果，对后悬架关键零部件进行结构设计，采用多体动力学与有限元相结合的方法，结合实际工况对其进行瞬态强度分析，获得后悬架关键零部件的应力变化，对应力较大区域进行结构改进，并通过试验验证了该设计的合理性。 （4）通过优化前后实车试验数据对比分析，结果表明：车辆在C级路面上行驶时，车身质心俯仰角加速度均方根值与垂向加权加速度均方根值分别降低了15.0%与27.0%；车辆在脉冲路面下行驶时，车身质心俯仰角加速度峰值最大降低了43.5%，垂向加速度峰值最大降低了39.7%。证明了该优化设计方案的可行性。 |
| 作者： | 李金波 |
| 专业： | 机械 |
| 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： | 2023 |
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