基于某微型电动车前后悬架K&C特性分析与优化

摘要

悬架系统作为汽车底盘重要组成部分之一，其K&C特性直接影响着汽车的操纵稳定性、平顺性及制动性等整车性能水平，在现代汽车底盘的开发与设计过程中越来越被重视。悬架的K&C特性在很大程度上取决于悬架几何硬点的位置和柔性衬套的刚度。因此，本文结合某电动车企底盘平台开发项目，应用多体动力学ADAMS/Car建立前后悬架系统模型，进行K&C特性仿真与试验分析，并对其影响参数几何硬点位置和柔性衬套刚度进行优化设计，旨在保证悬架合理的K&C特性，从而获取良好的整车行驶性能。
　　首先，从理论层次的角度，客观分析悬架K&C特性评价指标及对整车性能的影响，并阐述研究悬架K&C特性的试验方法以及多体动力学的仿真理论特性。
　　其次，根据设计车型的悬架结构，利用ADAMS/Car建立电动车的麦弗逊前悬架，后拖曳臂非独立悬架的虚拟样机模型，对建立的悬架模型进行多种工况K&C特性仿真分析，包括平行轮跳、反向轮跳、纵向力加载和侧向力加载，回正力矩加载，并与骡车悬架K&C台架试验结果进行对比分析，结合目标车型的悬架特性，验证建立的虚拟样机模型的精度，同时找出设计样车K&C特性各个评价指标存在的问题。
　　然后，针对设计样车悬架K&C特性指标存在的差异，参考目标车型悬架K&C特性参数，利用多学科多目标优化软件ISIGHT和多体动力学ADAMS/Car，MATLAB搭建联合仿真优化平台，建立悬架K&C特性优化的目标响应函数，针对硬点坐标和衬套线性刚度等变量因子进行多工况灵敏度分析，找到对K和C特性影响最大的变量因子，采用遗传算法NSGA-Ⅱ进行多工况多目标寻优，让样车的K&C特性在合理的设计范围内，为合理设计悬架K&C特性提供方法与依据。
　　最后，依照设计样车的整车各项配置参数，做出必要简化，在ADAMS/Car中建立优化前、后的设计样车的整车虚拟样机模型，按照国标规定的的操纵稳定性试验方法，对优化前后的设计样车进行稳态回转，转向角阶跃，斜坡制动3个工况下进行整车仿真验证分析，从整车不足转向特性、俯仰特性、侧倾特性、横摆特性等评价指标对比分析看出，整车操稳性能得到更好的改善。