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汽车独立悬架设计机理及稳健性设计方法研究
| 论文题名： | 汽车独立悬架设计机理及稳健性设计方法研究 |
| 关键词： | 汽车独立悬架;设计机理;稳健性设计;非线性动力学;螺旋弹簧;空间运动学;汽车悬架系统;优化设计方法;动力学性能;神经网络;车轮定位参数;正交试验设计;弹性运动学;点参数;优化计算;橡胶衬套;设计软件;模型库;侧向载荷;整车 |
| 摘要： | 本文介绍了汽车悬架系统的发展和被动独立悬架系统的一般设计思想和步 骤，采用稳健性分析方法，研究了独立悬架系统非线性垂向动力学性能和空间运 动学性能。 首先，本文讨论了非线性螺旋弹簧的设计，分析了“三变”(变节径、变节 距和变簧丝直径)螺旋弹簧的压并原理，提出了“三变”弹簧的分析与设计方 法，并利用三维CAD设计软件Pro/E的二次开发实现了“三变”弹簧精确建模工 作。为减小麦弗逊悬架减振器的侧向载荷，本文结合弹簧受力变形理论和多刚体 运动学分析，对某车的前悬架螺旋弹簧安装参数和侧向载荷进行了分析。在此基 础上，提出了变轴线螺旋弹簧的设计方法。此外，本文介绍了悬架橡胶衬套静态、 动态力学特性及其试验与有限元分析计算，进行了悬架弹性运动学分析。 本文应用稳健性设计方法，进行了悬架硬点参数的反求。悬架整车空载状态 下硬点参数，可通过大型三坐标测试台测得，但测量结果存在一定的误差。为实 现悬架硬点参数反求，本文研究了独立悬架空间运动学、弹性运动学特性，编制 了相应的分析和计算程序。本文结合某车进行了悬架空间多刚体运动学分析，研 究了车轮定位参数变化并进行试验测量与验证，分析车轮定位参数相对于硬点参 数的灵敏度特性。 由于整车垂向非线性时域仿真模型应用于优化计算比较困难，本文提出了基 于正交试验技术和神经网络技术的悬架垂向动力学性能优化设计方法。本文结合 某乘用车前、后悬架系统设计的需要，建立了六自由度整车非线性垂直动力学模 型，进行了时域求解，并且通过试验验证了模型的可靠性。在此基础上，针对悬 架非线性弹性和阻尼力公差特性进行了正交试验设计，分析了相关公差特性对整 车垂向动力学性能的影响，采用BP神经网络拟合并替代了悬架非线性动力学系 统，进行了悬架参数的优化计算。本文还介绍了悬架设计软件的开发。其中汽车 产品模型库系统的建立，采用了最新的SQLJ和J-Link技术，它为汽车产品协 同设计开发的研究奠定了技术基础。 关键词： 汽车 悬架 稳健性设计方法 非线性 神经网络 螺旋弹簧 硬点 橡胶衬套 模型库 协同设计 空间运动学 SQLJ J-Link |
| 作者： | 张元胤 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 雷雨成 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学汽车学院 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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