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汽车悬架系统的仿真分析与参数优化设计
| 论文题名： | 汽车悬架系统的仿真分析与参数优化设计 |
| 关键词： | 汽车悬架系统;悬架刚度;阻尼参数;车身振动加速度 |
| 摘要： | 本文从计算精度及参数测定工作综合考虑，根据所研究问题的需要，最终选取建立相对比较真实的七自由度整车车辆模型。在所建七自由度模型的基础上，进一步对悬架的基本特性进行分析研究并实现对常见被动悬架的刚度和阻尼参数的多目标优化设计。具体工作内容如下： 1．悬架刚度和阻尼参数的非线性特性研究。汽车实际的行驶工况比较复杂，根据不同的行驶工况，汽车悬架参数应具有明显的非线性要求。通过理论分析，得出了满足乘坐舒适性的悬架理想阻尼和刚度特性要求，并在该理论分析的基础上，采用分段法，利用Matlab＼Simulink软件，对悬架刚度和阻尼的非线性特性进行了时域仿真分析。仿真结果表明，非线性悬架对车身的振动加速度具有很好的抑制作用，能提高车辆的乘坐舒适性。同时也明显看出悬架系统设计时车身加速度与悬架动行程两个指标相互制约的关系。 2．悬架刚度和阻尼参数的优化设计。由于成本及使用工况等原因，目前绝大多数汽车所采用的仍为被动悬架。对于被动悬架来说，其刚度和阻尼参数一旦确定就无法更改。而汽车行驶工况的复杂性，便决定了对汽车悬架刚度和阻尼初始参数进行优化设计的重要性。针对被动悬架的参数优化设计，以往的研究都是以抑制车身加速度提高人体舒适性为主，通过非线性的研究，明显看出车身加速度和悬架动行程在悬架设计中的相互制约关系，故特别引入加权组合法，根据仿真研究和对悬架刚度、阻尼分别对汽车振动响应影响的进一步分析，确定了汽车前后悬架参数多目标优化设计的目标函数(包括车身加速度及悬架动行程在内的十一个目标函数)及相应的各目标函数的权因子，利用工程计算软件Matlab进行优化计算，得到优化结果。通过对不同工况的仿真分析，优化后汽车车身振动加速度得到明显的抑制，同时悬架动行程也得到较好的控制，汽车的行驶平顺性得到改善。 整个研究过程以所建七自由度整车车辆模型为基础，实现了在计算机上对整车的行驶平顺性能的仿真研究。该研究对在车辆产品开发设计过程中提高其行驶平顺性能、降低开发和制造成本及缩短产品开发周期有着一定的现实指导意义。其中对悬架刚度和阻尼参数进行优化设计的流程及方法，综合考虑了汽车行驶过程中的车身振动加速度和悬架动行程两个因素，在再设计时，只要通过更改优化设计目标函数及相应的权因子，便可实现对有不同使用性能要求的汽车悬架系统参数优化设计，具有较大的实际应用价值。 |
| 作者： | 姜鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 胡树根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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