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基于柔性平叉刚柔耦合摩托车模型平顺性分析与优化
| 论文题名： | 基于柔性平叉刚柔耦合摩托车模型平顺性分析与优化 |
| 关键词： | 摩托车;柔性平叉;刚柔耦合;平顺性;多目标优化 |
| 摘要： | 平叉是摩托车后悬架系统的重要组成部分，与车架和后车轮直接相连，主要承受垂向载荷并传递摩托车驱动力矩。平叉通常采用悬臂结构，在运动过程中柔性表现较为明显，相较于传统的基于刚性平叉摩托车平顺性研究方法，其仿真优化结果与试验验证差距较大，因此有必要研究基于柔性平叉刚柔耦合模型对整车平顺性的影响。本文以某400cc大排量摩托车为研究对象，对平叉进行柔性化处理，建立基于柔性平叉的摩托车刚柔耦合多体动力学模型，进行平顺性仿真分析与优化设计，并通过实车试验对优化方案进行验证。具体研究工作如下： （1）建立平叉的有限元分析模型。根据模态分析原理，利用计算模态方法获取平叉的固有频率和模态振型，通过计算模态和实验模态进行对比，结果表明平叉各阶模态固有频率和模态振型的吻合程度较好，验证了平叉有限元模型的正确性。 （2）基于多体动力学基本理论，通过三维数模和台架测试试验获取实车零部件相关参数，在VI-Motorcycle软件中分别建立多刚体动力学模型和基于柔性平叉的刚柔耦合模型进行仿真分析，并与实车试验数据进行对比，验证了刚柔耦合整车模型更加符合实车行驶情况。 （3）参照车辆平顺性试验方法，在VI-Road模块中建立减速带脉冲路面和C级随机路面模型，分析脉冲路面和随机路面对摩托车行驶平顺性的影响。针对摩托车出现的俯仰振动和垂向振动问题，利用Isight集成VI-Motorcycle和MATLAB软件对悬架系统参数进行灵敏度分析，确定了5个设计变量，利用NSGA-Ⅱ遗传算法完成多目标优化。对优化后的模型再次进行仿真，结果表明该车的行驶平顺性得到明显改善。 （4）基于多目标优化结果对实车进行改制，改制前后实车试验数据对比表明，在不同车速下，脉冲路面工况的整车俯仰角加速度绝对值峰值和整车质心垂向加速度绝对值峰值分别最大下降了14.80%和17.47%；随机路面工况的整车俯仰角加速度均方根值和整车质心垂向加权加速度均方根值分别最大下降了16.72%和16.06%，实车优化效果较好，证明了该方案的可行性和有效性。 |
| 作者： | 余大江 |
| 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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