基于刚柔耦合模型的汽车悬架性能分析及优化

摘要

由于路面不可能绝对平坦，车轮上往往受到路面给予的冲击性垂直反力，如果是在粗糙路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。因此，研究悬架结构特征和参数对悬架降低由不平路面传递给车架或车身的冲击力，对改善汽车的乘坐舒适性具有很大意义。
　　本文运用MSC.ADAMS/Car和有限元软件Hyperworks创建扭力梁柔性体的整车刚柔耦合动力学模型与以非线性梁建立扭力梁柔性体的刚柔耦合模型。通过在三种随机路面和不同车速激励下，分别对两种刚柔耦合模型的整车平顺性能进行仿真计算，验证了有限元法生成的刚柔耦合模型的精度高于由非线性梁生成的刚柔耦合模型。然后，采用ADAMS/Insight的试验设计(DOE)功能和曲面响应(RSM)的拟合方法，匹配优化前后悬架的减振器阻尼系数与弹簧刚度系数，从而获得最佳的设计参数，以改善整车的平顺性能。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外悬架的研究历史与现状

1．3 论文的研究背景与主要内容

1．4 论文的研究目的与意义

第二章 相关理论基础与软件简介

2．1 汽车悬架系统

2．1．1 独立悬架

2．1．2 非独立悬架

2．1．3 弹性阻尼元件特性研究

2．1．4 减振器

2．2 多体系统动力学理论

2．2．1 ADAMS软件简介

2．2．2 多体系统动力学理论基础

2．2．3 机械系统刚柔耦合动力学

2．3 有限元模态分析理论

2．3．1 模态分析定义及目的

2．3．2 线性多自由度振动系统振动理论

2．4 本章小结

第三章 整车动力学模型的建立

3．1 两种刚柔耦合的扭力梁悬架建模

3．1．1 整车建模坐标系的确定

3．1．2 刚柔耦合模型的建立

3．2 整车其它各子系统模型的建立

3．2．1 前悬架子系统模型的建立

3．2．2 轮胎子系统

3．2．3 动力总成子系统

3．2．4 转向子系统

3．2．5 横向稳定杆模型建立

3．2．6 车身子系统

3．3 整车模型

3．4 本章小结

第四章 平顺性仿真分析

4．1 汽车平顺性基本理论

4．2 基于ADAMS／Car Ride进行汽车平顺性仿真

4．2．1 道路仿真模型的建立

4．2．2 两种刚柔耦合整车模型的平顺性仿真对比

4．3 本章小结

第五章 整车悬架参数优化匹配

5．1 试验设计技术理论

5．1．1 试验设计技术简介

5．1．2 ADAMS／Insight中的DOE

5．1．3 响应曲面法分析介绍

5．1．4 试验矩阵生成方法

5．1．5 曲面拟合评价标准

5．2 ADAMS／Insight仿真分析

5．2．1 定义目标函数

5．2．2 确定试验因子与因子水平

5．2．3 试验设计方案确定与运行

5．2．4 DOE仿真结果分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况