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基于遗传算法的汽车悬架的动力学性能仿真与优化研究
| 论文题名： | 基于遗传算法的汽车悬架的动力学性能仿真与优化研究 |
| 关键词： | 悬架;仿真分析;遗传算法;优化设计;动力学性能 |
| 摘要： | 汽车是一个及其复杂的多体系统，整车的操纵稳定性受到轮胎、悬架、转向系、发动机以及传动系统的影响。汽车悬架系统的功能一是通过弹性元件起到减振作用，二是通过连杆、弹簧等部件起到支撑车身的作用。整车的操纵稳定性、行驶平顺性等动力学性能都取决于悬架系统设计的好坏与否，汽车的动力学性能主要包括操纵稳定性、行驶平顺性、运行安全性和轮胎的使用寿命等。因此，通过仿真分析法研究汽车悬架的动力学特性并采用遗传算法对悬架进行参数优化，对于提高整车的操纵稳定性和安全性具有重要的意义。 本文首先介绍了课题研究的背景，总结了汽车动力学研究和遗传算法结构优化应用的国内外发展状况，虚拟样机技术及多体动力学软件ADAMS基础理论，在此基础上构建麦弗逊式悬架虚拟设计试验平台。以多体系统动力学理论为依据，以ADAMS/Car为研究手段，在虚拟环境中建立了前后悬架模型与整车模型，包括麦弗逊式前悬架模型，双横臂式后悬架模型，转向系模型、轮胎模型、车身模型以及道路模型。 然后在建立合理准确模型的基础上，以所建立的动力学仿真模型，对麦弗逊式前悬架系统和双横臂式后悬架系统进行车轮激振仿真分析，得到前悬架的前轮前束，车轮外倾角，主销内倾角以及主销后倾角以及后悬架的刚度、侧倾角刚度、后轮中心的纵向位移和横向位移等随车轮轮心跳动变化曲线，对悬架系统性能进行评价。 再通过对采用麦弗逊式前悬架系统的整车进行包括反应开环驾驶性能的角阶跃转向、角脉冲转向以及反应转向性能的转向回正、定半径转弯等关于操纵稳定性的整车道路仿真分析试验，评价悬架系统对整车性能的影响。 最后以悬架部分构件硬点坐标为设计变量，车轮的定位参数相对于静平衡位置的变化量绝对值加权之和为优化目标，结合遗传算法对汽车悬架的定位参数进行优化。对比优化前后麦弗逊式前悬架的前轮前束，车轮外倾角，主销内倾角以及主销后倾角的仿真变化曲线。对比分析结果表明，经过优化后悬架性能得到提高，达到了优化悬架系统性能的目的，证明了优化方案的可行性。 |
| 作者： | 龚侃 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何天明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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