基于试验设计的麦克弗逊悬架参数灵敏度分析及调校

摘要

悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车身与车轮弹性连接起来。由于悬架系统结构复杂，系统特性指标较多，各项指标相互关联，对车辆的影响规律较为复杂，在理论上提出悬架系统优化的目标函数十分困难，因此该方法在悬架设计中存在不足。实际工程大量采用类比设计方法，即把已有目标样车作为参考，对所设计悬架的结构参数进行调整，使得调整后悬架的各项特性指标与目标样车较好的吻合，达到优化的目的。在进行悬架结构参数调整的时候需要进行灵敏度分析，以便确定那些结构参数对悬架的输出特性影响较大。 本文将试验设计方法引入到悬架系统结构参数调整中，该方法可以方便、快速地进行灵敏度分析： 首先，运用多体系统动力学建立了麦克弗逊前悬架系统的模型，考虑了弹性衬套对悬架系统的影响并进行了仿真分析。 其次，运用析因设计对悬架系统进行灵敏度分析。由于悬架系统为复杂机械系统，结构设计参数较多，如果盲目的对悬架系统的结构参数进行调整将费时、费力而且效果不好。通过参数灵敏度分析，了解各个结构参数变化对响应的影响程度，筛选出对系统性能影响比较大的结构参数。 再次，运用中心复合设计建立目标函数。析因设计识别出悬架系统的重要结构参数后，需要运用响应面方法建立这些重要参数与响应之间的定量模型。运用方差分析对该模型进行显著性假设检验，以便验证该模型的适合性。运用Matlab在可行域内对该目标函数进行优化使得该目标函数的值最小，从而为结构参数的调整提供依据。 最后，在分析研究前悬架多体模型的基础上，建立了整车多体模型。整车移线仿真试验表明对麦克弗逊前悬架的结构参数进行调整可以改善整车的性能。