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原文传递汽车悬架与橡胶衬套的设计机理及对于整车性能影响的研究

论文题名：	汽车悬架与橡胶衬套的设计机理及对于整车性能影响的研究
关键词：	汽车悬架;橡胶衬套;整车性能;回归分析
摘要：	悬架的性能直接影响到车辆的操纵稳定性、乘坐舒适性等整车性能。而橡胶衬套特性对悬架系统有着至关重要的作用，尤其对于高速行驶的车辆显得更为重要。在实际设计工作中，存在如何确定这些橡胶件性能的要求，根据这些要求如何设计出合理的零部件等诸多问题。论文对汽车悬架及其橡胶衬套的设计机理进行研究，提出了悬架橡胶衬套工程分析及其相关性能参数确定的设计方法，并就橡胶衬套对整车性能的影响进行了仿真分析。论文结合上海同济同捷公司的科研项目，具有一定的工程应用前景和实用价值。在借鉴国内外同类研究成果的基础上，应用多体系统动力学及仿真理论、优化技术、试验技术、神经网络、试验设计技术及回归分析理论，对悬架橡胶衬套、悬架与整车进行系统动力学建模、仿真、分析及试验研究。获得了下列研究成果： 1提出了汽车操纵稳定性主客观评价数据的一种新的处理方法。在回归分析筛选客观测量数据的基础上，运用BP神经网络建立操纵稳定性主客观评价数据的相关性模型。验证结果说明了该方法的可行性。 2总结了适合汽车悬架用的三种橡胶本构理论，讨论了悬架系统中橡胶元件的性能及其理论计算和试验方法。运用非线性有限元分析技术，考虑橡胶件的边界条件，如大变形、接触等，对橡胶衬套进行分析，台架试验结果验证了分析的准确性。 3提出了基于悬架弹性运动学的橡胶衬套各向刚度的优化设计方法和流程，并以一轿车多连杆后悬架为算例，通过对优化前后结果进行悬架运动学对比分析，验证了优化设计方法的有效性。结果还表明，橡胶衬套刚度对于多连杆后悬架运动学影响较大，尤其能显著改变车轮前束值变化特性。根据优化结果，可以确定橡胶衬套的各向刚度。 4利用ADAMS软件，建立了某轿车的多体仿真模型，对该车进行了整车稳态回转和方向盘角阶跃响应工况的动力学仿真分析。仿真结果表明，基于弹性运动学的多连杆后悬架橡胶衬套刚度优化后，对于改善车辆操纵稳定性具有一定的积极意义。 5采用如下方法研究悬架橡胶元件力学特性变化对于车辆NVH性能影响，即借助车辆ADAMS仿真模型，运用正交试验设计和回归分析理论，进行橡胶元件对于汽车NVH性能影响的定量分析，建立了悬架橡胶元件特性与整车NVH性能之间的响应方程式。验证结果说明了该响应方程的有效性。同时，基于该方程式，可以根据给定的振动目标值，来反求橡胶件的力学特性。 6通过集成数据库、专家系统和虚拟设计系统，建立汽车悬架及底盘系统集成开发平台，以达到缩短设计周期、提高产品设计质量的目的。论文介绍了包括数据库，选型、匹配，三维参数化总布置设计，性能仿真等模块在内的系统开发思路，描述了该系统主要模块的基本原理和结构功能等。
作者：	赵振东
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：	2006
正文语种：	中文