某SUV整车平顺性的仿真分析及悬架参数优化

摘要

汽车平顺性是整车性能评价的重要指标。针对成功汽车公司的某SUV车型，本课题提出了建立多刚体动力学模型和刚柔耦合模型与实车比对的方法。根据国家平顺性评价标准，对该SUV汽车进行平顺性仿真分析研究，采用二次回归D—最优设计的优化方法对悬架参数进行优化处理。获得了平顺性的悬架参数优化匹配方案，缩短了该车项目的研发时间。 首先，采用多体动力学的相关理论，建立了符合该SUV车型的多刚体动力学模型。根据实验和查阅产品的说明书获得主要部件（如弹簧、减震器和衬套等）的特性参数，建立各子系统模板以及装配和调节整车模型。同时对前后横向稳定杆进行有限元处理，得到MNF格式的文件，将其导入ADAMS中，建立了含柔性体的刚柔耦合的多体动力学模型。 其次，采用ISO2631-1:1997(E)《人体承受全身振动评价——第一部分:一般要求》标准，以B级随机路面为激励，分别对两模型进行平顺性的仿真分析，结合平顺性的研究和基本评价方法，分析底盘处纵向、横向和垂向的加权加速度功率谱，评价汽车的平顺性及其影响，发现刚柔耦合模型的整车平顺性相对较好。 最后，对课题相关标杆车进行实车试验，试验结果与两仿真结果对比，可知刚性模型更接近于实际车辆。因此选取刚性模型来代表实际车辆，并在刚性模型中，对悬架弹簧刚度和减震器阻尼进行优化，提出更好的悬架参数匹配方案，将其带入模型再次仿真，发现整车平顺性有所改善。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源及选题背景

1．2 汽车平顺性的国内外研究现状

1．3 课题研究的意义

1．4 课题研究的主要内容

第2章 多体系统动力学的基础理论

2．1 多体动力学概述

2．2 多体动力学理论

2．2．1 笛卡尔广义坐标的选择

2．2．2 多体系统中刚体的动能与动量

2．2．3 多刚体动力学方程

2．3 本章小结

第3章 整车动力学模型的建立

3．1 ADAMS／CAR建模基本原理

3．2 标杆车相关参数

3．3 前后悬架模型

3．3．1 建立悬架结构模型

3．3．2 设定悬架中相关参数

3．4 转向系统模型的建立

3．5 成系统模型的建立

3．6 车身系统模型的建立

3．7 轮胎系统模型的建立

3．8 横向稳定杆模型的建立

3．8．1 刚性横向稳定杆

3．8．2 柔性横向稳定杆

3．9 前后悬架中衬套、弹簧预压的调定

3．10 整车动力学模型的组装

3．11 本章小结

第4章 汽车平顺性仿真分析

4．1 平顺性基本理论

4．1．1 人体对振动的反应

4．1．2 平顺性的评价方法

4．2 汽车随机输入平顺性仿真分析

4．2．1 随机路面的生成

4．2．2 随机输入平顾性仿真

4．2．3 仿真结果分析

4．3 本章小结

第5章 实车试验与仿真结果对比

5．1 试验结果及分析

5．1．1 试验规范

5．1．2 试验条件

5．1．3 试验方法

5．1．4 试验数据处理

5．1．5 仿真结果与试验结果对比

5．2 本章小结

第6章 悬架特性参数优化

6．1 引言

6．2 试验优化设计常用技术

6．3 回归D—最优设计

6．3．1 二次回归D—最优设计的计算

6．3．2 二次回归D—最优设计的优化流程

6．4 回归D—最优设计的实现

6．4．1 优化目标和约束条件的确定

6．4．2 二次回归D—最优设计的实现

6．5 悬架参数优化前后刚性模型的仿真结果对比

6．6 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 课题研究不足与展望

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢