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原文传递汽车悬架K&C特性分析及其EDBS实现

论文题名：	汽车悬架K&C特性分析及其EDBS实现
关键词：	汽车悬架;操纵稳定性;工程数据库系统;模型仿真
摘要：	课题以某型SUV为研究对象，在对行业通行的整车操纵稳定性试验分析基础上，提取面向操纵稳定性评价的悬架特性参数（前束角、外倾角等）。为了有效反映车辆运行中悬架动态行为及其对相关整车性能的影响规律，引入“悬架K&C特性”替代传统的前束角、外倾角等静态意义的评价参数，由此将轮跳与转向运动以及轮胎和路面作用关系纳入分析，进而与评价过程有机结合，为形成系统、完善的技术体系奠定了基础。　　为了揭示悬架K&C特性评价参数与整车操纵稳定性指标之间的关系，分别建立了该车型前后悬架系统的动力学模型和整车动力学模型。在悬架模型的校验过程中，由于硬点位置和衬套刚度等建模基础数据的缺失，不得不通过反求手段对其加以补偿，基于补偿后的模型进行全工况的仿真，将仿真结果与试验结果对比来验证补偿方法的合理性和可行性。为了提高模型调校效率，在对悬架K&C特性评价参数进行敏感度分析的基础上，提出了针对硬点坐标的“暴力补偿”方法，即通过选取合理的硬点坐标调整值，以缩小悬架K&C特性评价参数仿真值与试验值间的差距，达到改善悬架模型的目的。　　基于验证的整车动力学模型剖析了悬架K&C特性评价参数对整车不足转向度的影响灵敏度，并得出了满足该车型不足转向度的悬架衬套线刚度和弹簧刚度合理取值范围。　　在悬架K&C特性研究分析过程中，需要提取悬架K&C特性评价参数并确定评价参数的指标范围;需要为悬架K&C特性试验提供试验指导规范并对试验数据进行分析处理;还需要为悬架K&C特性仿真提供建模基础数据并对仿真模型进行校验等。整个过程涵盖了大量的数据，而且车型数量扩大以后会使得数据量剧增，如果不对这些数据进行有效整理将会出现数据间交互困难，数据利用效率低等问题。为了完整地存取和有效地利用这些数据，也为了给进一步研究分析提供数据支持，需要借助于实用的工具对这些数据进行管理。近年来，工程数据库技术的发展为问题的解决提供了有效手段。课题以关系型数据库MySQL作为基础开发环境，构建了支持悬架K&C特性研究分析的“悬架K&C工程数据库系统”，通过Python、Apache开发了基于网络的悬架K&C工程数据库管理平台，并已在国内汽车技术研发的核心机构中获得应用。课题的主要工作如下: 　　(1)通过分析行业通行的整车操纵稳定性试验，结合郭孔辉院士对操纵稳定性客观评价指标的贡献度分析结果，提取面向操纵稳定性评价的悬架特性参数，引入“悬架K&C特性”替代传统的前束角、外倾角等静态意义的评价参数。以某型SUV悬架K&C试验结果为依据确立了该车型的悬架K&C特性评价指标。　　(2)用ADAMS/CAR建立该车型前后悬架系统的动力学模型和整车动力学模型，由于硬点位置和衬套刚度等建模基础数据的缺失，需要通过反求手段对其加以补偿，基于补偿后的模型进行全工况的仿真，将仿真结果与试验结果对比来验证补偿方法的合理性和可行性。在调整硬点坐标对该车型悬架系统的动力学模型进行改善时提出了一种较为便捷有效的方法，该方法通过比较处于指标范围外的悬架K&C特性评价参数所需要调整的硬点坐标值和处于指标范围内的参数还允许调整的硬点坐标值，选取合适的硬点调整值，得出相应的改进方案。在整个“验证—改进—验证”的过程中，采用ADAMS/CAR和MATLAB联合仿真的方式来提高工作效率。　　(3)根据正交设计表，基于验证的悬架系统的动力学模型和整车动力学模型得出每组硬点参数下的悬架K&C特性评价参数变化量和整车不足转向度变化量，用最小二乘法得出悬架K&C特性评价参数对于整车不足转向度的影响灵敏度。应用“广义逆推”算法得出满足该车型不足转向度的悬架衬套线刚度和弹簧刚度的合理取值范围。　　(4)以关系型数据库MySQL作为基础开发环境，构建支持悬架K&C特性研究分析的“悬架K&C工程数据库系统”，通过Python、Apache开发了基于网络的悬架K&C工程数据库管理平台。该数据库系统能够实现基本的增删改查功能，文件上传下载功能，试验结果比较、导出功能，权限管理功能等。　　课题具有如下创新点: 　　(1)将汽车悬架K&C特性的研究分析与EDBS相结合，开发出了首个真正投入使用的悬架K&C工程数据库系统，使得悬架K&C特性评价、试验及仿真过程中的数据、相关文件等能够被有效管理，它大大增强了数据共享率，提高了工程数据的分析利用水平。　　(2)在模型校验过程中，由于硬点位置和衬套刚度等建模基础数据的缺失，需要通过反求手段对其加以补偿。将补偿后的模型仿真值与试验值进行对比验证了补偿方案的合理性。在对硬点坐标进行补偿时提出了“暴力补偿”方法，利用悬架硬点对悬架K&C特性评价参数的敏感度分析结果，得出处于指标范围外的悬架K&C特性评价参数所需要调整的硬点坐标值，通过与处于指标范围内的还允许调整的硬点坐标值进行比较，选取合适的硬点调整值。
作者：	邢天龙
专业：	车辆工程
导师：	丁渭平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文