某轿车后扭力梁悬架系统架构的开发

摘要

本文以某轿车架构平台的后扭力梁悬架的开发流程为研究对象，基于悬架设计基本方法和面向整车性能分解技术的多目标系统优化设计方法，结合企业产品开发实践，给出后悬架开发流程和该平台扭力梁结构性能设计的目标要求。应用CAE技术，探索和研究正向设计架构平台共用的后扭力梁悬架开发流程，在保证车辆整车性能的基础上，实现扭力梁结构优化设计，并提出一种底盘架构后扭力梁悬架系统优化设计方案。在此流程中体现扭力梁悬架架构设计模块化，实现产品性能差异和同平台共用低成本的策略，突出整车在市场的竞争优势。 首先，介绍了车辆架构平台设计理论和底盘架构平台的开发流程，并用数学语言描述后悬架子系统在底盘架构中的关系。通过使用参数化建模技术、DOE技术、多目标优化算法等进行架构模块化整合设计，形成前期优化设计方案。 其次，运用CATIA建立后扭力梁悬架参数化模型，应用Hyper-mesh建立扭力梁总成有限元模型，通过扭力梁总成模态分析验证了模型的精度。基于此搭建扭力梁式后悬架ADAMS刚柔耦合悬架模型，并通过K&C特性仿真分析与K&C试验对比验证了刚柔耦合模型的精度，为扭力梁悬架性能多目标优化奠定了基础。 最后，利用I-sight集成多个设计软件对扭力梁悬架K&C特性进行多目标优化研究，形成多学科集成自动化设计优化流程。优化主要是从扭力梁截面尺寸方面考虑，主要以扭力梁悬架动力学特性为目标，以扭转横梁厚度和截面相关尺寸参数为设计变量，通过对比优化前后的结果，说明此优化设计流程可以在提升扭力梁式半独立悬架性能的基础上，缩短开发周期，提高开发效率，为悬架架构设计开发提供了一种有效的正向设计方法。