商用车板簧建模及整车性能指标分解与综合关键技术研究

摘要

指标分解方法对于商用车这样的复杂工程产品系统来说是一种层次化的设计方法，该方法可以使产品研发流程更加有序化，便于研发流程的量化管理。
　　本文以商用车为研究对象，实现了基于指标分解的设计与优化方法的具体细节，形成了基于该方法的研发流程的主要环节，主要研究括以下内容：
　　1）研究了虚拟样机技术中三种板簧建模方法——有限元法、SAE三连杆法和离散梁法的建模原理，并对三种建模方法进行了深入的研究比较，在SAE三连杆法的基础上提出了一种改进的SAE三连杆法板簧建模方法，该方法具有模型参数少、精度高等优点。
　　2）按照指标分解方法的理论体系，使用指标分解方法对三轴商用车平顺性和操纵稳定性进行了联合优化，详细阐述了指标分解方法各层次建立的步骤和指标传递过程，以及改善优化效果的相应措施。
　　3）指标分解传统方法应用于大型工程实例中，往往会产生系统指标难以继续传递的弊端。为了增强指标分解方法应用的广泛性，文中提出了一种新的指标分解方法——指标分解扩展方法。通过概念悬架模型以及SAE三连杆法板簧的使用，把概念悬架整车模型的输入曲线与多体子系统模型的K&C曲线联系起来，板簧的刚度曲线与自身结构尺寸联系起来，解决了子系统层设计变量难以继续下传至零部件层的问题，同时提高了仿真精度。
　　4）建立了商用车整车多体模型，并对该仿真模型的有效性进行了验证，并在此基础上对优化前后整车层评价指标进行了对比，结果表明应用ATC扩展方法进行优化，整车层的操纵稳定性和平顺性都不同程度得到了改善。
　　本文按照指标分解方法的理论体系，结合中国商用车研发的实际状况，重新构造了商用车研发的模型体系，该模型体系能够使商用车的研发流程更加具有层次性，使其研发过程更加规范化，从而提高商用车的研发品质与研发效率。创新地实现了基于指标分解方法的商用车开发流程，该流程不仅可以提高开发效率，并且由于该流程可以提供量化的子系统性能指标，因此对研发流程的“目标门管理”具有极大的促进作用。

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1绪 论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究综述

1.3本文研究内容、创新点与组织结构

1.4本章小结

2板簧建模研究

2.1引言

2.2基于FEM的钢板弹簧建模与分析

2.3基于SAE三连杆的钢板弹簧建模与分析

2.4基于离散梁的钢板弹簧建模与分析

2.5 SAE三连杆扩展方法的钢板弹簧建模与分析

2.6本章小结

3基于传统ATC方法的重卡动态性能优化

3.1引言

3.2指标分解理论的介绍

3.3三轴商用车的ATC模型

3.4三轴商用车的ATC优化

3.5 ATC优化结果及改进

3.6本章小结

4基于概念悬架模型的商用车动态性能ATC扩展方法优化

4.1引言

4.2商用车整车层概念悬架模型

4.3子系统层及零部件层多体模型

4.4商用车动态性能ATC扩展优化

4.5本章小结

5基于多体模型的商用车整车性能验证

5.1引言

5.2商用车整车部分多体模型介绍

5.3基于商用车整车多体模型的仿真分析与性能验证

5.4本章小结

6全文总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读博士学位期间发表论文目录