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原文传递微型客车操纵稳定性与平顺性分析及多目标优化

论文题名：	微型客车操纵稳定性与平顺性分析及多目标优化
关键词：	微型客车;操纵稳定性;平顺性分析;多目标优化
摘要：	随着道路条件的改善以及车辆技术的提升，汽车行驶速度越来越快，这就对车辆性能提出了更高的要求。操纵稳定性不仅关系到驾驶的方便程度，还对汽车的主动安全性能有很大的影响，而平顺性的好坏则直接影响乘员乘坐的舒适性。因此，改善汽车的操纵稳定性和平顺性已成为汽车设计的必然要求。　　本文以某企业的微型客车为研究对象，建立了其整车刚柔耦合动力学模型，将多体动力学分析与多目标优化方法相结合，分别对前悬架运动学特性和整车操纵稳定性与平顺性进行多目标优化。主要研究工作与成果如下: 　　(1)在HyperMesh中建立横向稳定杆、下摆臂等构件的有限元模型，利用Optistruct求解得到其模态属性，并将输出的模态中性文件(MNF)导入ADAMS/car中生成相应的柔性体模型。在ADAMS/car中分别建立微型客车各子系统模型，用生成的柔性体替换其对应的刚体模型，完成了该微型客车刚柔耦合整车动力学模型的建立，为后续悬架与整车性能的分析奠定基础。　　(2)建立了前悬架仿真模型，并进行左右车轮同向跳动工况下的运动学仿真分析，研究了前轮定位参数和车轮轮距的变化特性。以多学科多目标优化工具Isight为平台，通过集成ADAMS/Car进行联合仿真，根据灵敏度分析结果将前悬架硬点当中的八个坐标值作为优化变量，采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化，优化后，在车轮上下跳动过程中，前轮定位参数的变化量减小，前轮定位更加趋于合理，车轮的横向滑移量也减小，轮胎的磨损得到有效的改善。　　(3)根据优化后的前悬架硬点坐标更新了整车模型，通过稳态回转试验和转向回正试验进行整车操纵稳定性分析，分别得到了两项试验的评价计分值Nw和Nh;通过随机输入行驶试验进行了整车平顺性分析，并利用Matlab对数据结果进行处理，得到了驾驶员处的总加权加速度均方根值av。最终得出了该微型客车操纵稳定性满足要求、平顺性略差的结论。　　(4)针对操纵稳定性与平顺性的耦合关系，提出了对Nw、Nh、av三个评价指标进行多目标优化的方案。利用Isight、Adams/Car和Matlab进行整车操纵稳定性与平顺性的联合仿真，采用最优拉丁超立方试验设计方法进行采样，并建立了各响应的二阶响应面模型，根据决定系数R2的值进行误差分析，证明了所建立的近似模型具有较高的精度。采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对建立的响应面近似模型进行优化，得到了Nw、Nh、av三个评价指标的Pareto解集，并根据企业实际要求选取其中一组解作为“最优解”。最后，在Adams/Car中对优化结果进行仿真试验验证，稳态回转试验评价计分值Nw、转向回正试验评价计分值Nh分别增加了3.38％和7.48％，操纵稳定性有所提高;加权加速度均方根值av降低了21.14％，驾驶员座椅处振动明显减弱，平顺性得到大大改善。通过优化提高了操纵稳定性与平顺性，达到了预期的研究目的。
作者：	陈良
专业：	机械工程
导师：	刘会霞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文