多刚体系统动力学在双摆臂悬架运动学分析中的应用

将双摆臂悬架视为三维空间机构,应用多刚体系统动力学的理论,分析了车轮侧向滑移量、主销内倾角和车轮前束角等参数随车轮跳动距离变化的规律。计算结果证明,该理论用于悬架运动学分析是十分有效的。     

基于ADAMS的麦弗逊悬架的动力学仿真和优化

本文以多刚体系统动力学为理论基础,应用多体运动学与动力学仿真软件ADAMS 中的Car专业模块建立了麦弗逊悬架多刚体模型。在对该悬架模型进行了两侧车轮同向跳动的仿真分析后,研究了前束角（Toe Angle）、车轮外倾角（Camber Angle）、主销后倾角（Caster Angle）、主销内倾角（Kingpin Inclination Angle）及车轮转向角（Steer Angle）五个悬架运动特性参数,同时研究了这五个运动特性参数对汽车的稳态响应特性、直线行驶的稳定性、操纵稳定性等众多性能的影响。此外,以改善悬架的性能为目标,从ADAMS/Car模块中导入ADAMS／Insight模块,对麦弗逊悬架五个运动特性参数进行了优化。最后,对优化前后的悬架运动特性参数曲线进行了比较,并从比较中得到较好的运动特性参数,从而对悬架进行了优化。     

基于NSGA-Ⅱ算法的悬架结构硬点多目标优化

建立了悬架结构硬点优化设计流程,以车轮定位参数(车轮外倾角、车轮前束角、主销内倾角和主销后倾角)随轮跳的变化范围为目标对悬架结构硬点进行优化设计。考虑车轮定位参数中车轮前束角和车轮外倾角的关联性,采用直接加权法将二者随轮跳的变化范围进行整合,减少目标函数个数,提高趋向帕累托最优集的收敛性。优化后各目标值均得到不同程度减小,证明了该方法的可行性。     

麦弗逊悬架主销轴线对半轴滑移的影响

麦弗逊悬架由于结构紧凑、占据空间小，以及易于安装横置发动机，所以在轿车和轻型客车上应用广泛。利用MATLAB建立和求解某款车型的麦弗逊悬架运动学模型，通过调整摆臂外点位置改变主销轴线内倾角和后倾角，分析不同状态下悬架的跳动和转向对半轴移动节位移和摆角的影响，为后续悬架调整提供理论依据。     

基于ADAMS的悬架参数对轮胎侧向滑移的仿真研究

应用ADAMS软件对双横臂独立悬架进行建模。在路面输入、弹簧、减振器一定的情况下,通过改变悬架的主销、上横臂、下横臂在空间的9个几何参数对悬架仿真。仿真研究表明主销长度和主销内倾角是影响车轮侧向滑移关键参数,大内倾角和短主销长度大大降低轮胎的侧向滑移。在汽车稳定性许可范围内,为如何确定悬架参数而提高轮胎寿命提供了理论指导。     

基于ADAMS的FSC赛车前悬架系统参数优化设计

针对FSC赛车前悬架开发,应用ADAMS/View建立了FSC赛车前悬架结构模型,利用ADAMS/Insight模块通过改变悬架硬点坐对悬架系统定位参数车轮前束角、车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角进行优化设计。对比结果表明:优化后的定位参数提高了悬架系统的运动学特性。     

基于NSGA-II算法的多连杆悬架多目标优化

应用空间运动学中刚体姿态坐标变换建立多连杆悬架的数学模型,基于瞬时旋转轴的近似数值方法确定其虚拟主销轴线.该数学模型通过用ADAMS/CAR软件建立的相应模型的仿真得到验证.结合NSGA-II算法对多连杆悬架跳动过程中车轮前束角、车轮外倾角和车轮侧向滑移的变化进行了优化,获得了三目标Pareto最优解集,结果表明,该方法对多连杆悬架的优化效果良好.     

基于ADAMS的某悬架系统运动特性分析及结构优化

根据多体动力学理论,运用ADAMS／car软件对某微型轿车悬架系统建立了模型并进行仿真分析;使用ADAMS／Insight以轮胎横向滑移量、主销偏距和四个车轮定位参数为设计目标对悬架的结构关键点进行了优化分析,使该悬架的运动学特性更符合理想设计值。     

衬套刚度对悬架运动学特性参数影响分析

随着研究分析橡胶衬套发现橡胶衬套的刚度变化对汽车的悬架参数有重要的影响,进而直接影响着汽车的平顺性、操纵稳定性能。文章选择对橡胶衬套的刚度展开讨论,首先建立了带有橡胶衬套与转向系的双横臂独立前悬架的弹性连接运动学模型。以车轮外倾角、车轮前束角、主销后倾角、主销内倾角、轮距的变化、轮心处悬架垂直刚度等悬架参数为观察指标,设置悬架与整车的部分参数,给建立的模型输入左右车轮平行跳动激励,进行仿真对比,得出弹性连接状态下的模型综合结果更好。然后分析在弹性运动学状态下各个橡胶衬套刚度的改变对悬架运动学特性参数的影响大小,得出衬套径向刚度、轴向刚度的改变对悬架运动学特性参数综合影响,这对提升汽车的操纵稳定性与平顺性有较好的指导意义。     

FSAE赛车前悬架建模与运动学优化

为提高FSAE赛车设计水平,利用Adams/Car建立赛车双横臂前悬架仿真模型,通过双轮同向跳动仿真试验,对悬架的外倾角、主销后倾角、主销内倾角及前束角等运动学参数进行分析。利用Adams/Insight对悬架的运动学特性进行优化,结果表明,优化后,悬架的整体性能得到较大提高,有助于提高整车操纵稳定性。另外,对悬架在实车装配中涉及到运动学的问题进行说明,对提高FSAE赛车的性能具有一定的实际参考价值。     

An efficient sensitivity analysis method for modified geometry of Macpherson suspension based on Pearson correlation coefficient

The main purpose of this paper is to propose a new method for designing Macpherson suspension, based on the Sobol indices in terms of Pearson correlation which determines the importance of each member on the behaviour of vehicle suspension. The formulation of dynamic analysis of Macpherson suspension system is developed using the suspension members as the modified links in order to achieve the desired kinematic behaviour. The mechanical system is replaced with an equivalent constrained links and then kinematic laws are utilised to obtain a new modified geometry of Macpherson suspension. The equivalent mechanism of Macpherson suspension increased the speed of analysis and reduced its complexity. The ADAMS/CAR software is utilised to simulate a full vehicle, Renault Logan car, in order to analyse the accuracy of modified geometry model. An experimental 4-poster test rig is considered for validating both ADAMS/CAR simulation and analytical geometry model. Pearson correlation coefficient is applied to analyse the sensitivity of each suspension member according to vehicle objective functions such as sprung mass acceleration, etc. Besides this matter, the estimation of Pearson correlation coefficient between variables is analysed in this method. It is understood that the Pearson correlation coefficient is an efficient method for analysing the vehicle suspension which leads to a better design of Macpherson suspension system.     

New model and simulation of Macpherson suspension system for ride control applications

The main purpose of this paper is to propose a new nonlinear model of the Macpherson strut suspension system for ride control applications. The model includes the vertical acceleration of the sprung mass and incorporates the suspension linkage kinematics. This two-degree-of-freedom (DOF) model not only provides a more accurate representation of the Macpherson suspension system for control applications in order to improve the ride quality, but also facilitates evaluation of the suspension kinematic parameters, such as camber, caster and king-pin angles as well as track alterations on the ride vibrations. The performances of the nonlinear and linearised models are investigated and compared with those of the conventional model. Besides, it is shown that the semi-active force improves the ride quality better than active force, while the opposite is true in terms of improving the performance of the kinematic parameters. The results of variations of the kinematic parameters based on the linear model subject to road disturbances are compared with those of a virtual prototype of Macpherson suspension in ADAMS software. The analytical results in both cases are shown to agree with each other.     

悬架衬套安装方向优化设计

基于ADAMS和iSIGHT软件,提出了对悬架衬套安装方向进行优化设计的方法及流程.通过调整悬架衬套安装方向来改变悬架导向杆系的受力,从而使悬架弹性运动学特性满足特定要求.以某一轿车麦弗逊前悬架为例,通过优化前、后结果的对比分析可知,采用优化后的衬套安装方向,悬架弹性运动学特性参数得到改善,验证了 .该优化方法的有效性.     

基于麦弗逊式悬架侧载弹簧的应用分析

综述了麦弗逊式悬架因结构原因造成的危害,并利用文献资料的试验数据分析比较了几种主要的弹簧改进解决方案,从而为麦弗逊式悬架的弹簧设计提供重要的参考价值。     

麦弗逊悬架系统仿真分析应用研究

汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。主要分析了麦弗逊悬架的结构特点,并通过CATIA和ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。     

Accumulated tolerance analysis of suspension by geometric tolerances based on multibody elasto-kinematic analysis

Tolerance design of vehicle suspension is an important factor that affects the ride and handling quality and cost of the vehicle. Also, applying geometric tolerance to an analysis model is found to be a difficult process. This paper presents a method for tolerance analysis of wheel alignment of vehicle suspension. Monte-Carlo simulation method is applied to multibody elasto-kinematic model to analyze the accumulated geometric tolerances. As an example, Macpherson Strut Type front half car model is used, and wheel alignment dispersion and contribution ratio to the dispersion by accumulated geometric tolerances is computed. This paper also presents an efficient modeling and analysis method for elasto-kinematic model of vehicle suspensions by computing the stiffness matrix analytically. The simulation results of a Macpherson Strut Type demonstrates the validity and accuracy of the proposed method.     

基于多目标粒子群优化算法的某轻型商用车操纵稳定性优化研究

针对某轻型商用车稳态回转时侧倾度偏大的问题对其悬架进行优化改进。基于ADAMS/car搭建整车多体动力学模型,通过前悬架反向平行轮跳试验、后悬架理论计算验证了悬架仿真模型的准确性。进行整车稳态回转工况和转向盘中间位置转向工况仿真分析,结果表明,车身侧倾度偏高。为实现操纵稳定性优化分析的流程自动化,提出了基于modeFRONTIER的联合仿真方法。以悬架设计参数为优化变量,以汽车的侧倾度与横摆角速度响应滞后时间为优化目标,采用拉丁超立方试验设计方法拟合得到混合代理模型,并结合多目标粒子群优化算法对悬架系统进行多目标优化,获得了悬架系统优化方案。优化结果显示,在不影响平顺性的前提下,汽车车身侧倾度降低了13.93%,横摆角速度响应滞后时间降低了2.75%,整车操纵稳定性得到了提升。     

麦弗逊悬架减振器侧向力分析综述

麦弗逊悬架减振器侧向力对减振器寿命和悬架性能影响很大,系统分析减振器侧向力对麦弗逊悬架设计具有重要意义。减振器的侧向力取决于车辆运动时受到的地面的作用力和悬架的几何结构,本文综述了车辆行驶时车轮上下运动的侧向力、加速、减速、转弯时侧向力的分析,确定了麦弗逊悬架的几何结构对减振器侧向力的影响因素,并通过国内外最新产品的实例说明通过改变悬架的几何结构来减小减振器侧向力的具体方法和产生的效果。最后对减振器侧向力进行了总结,并对未来麦弗逊悬架的研发工作提出了一些建议。     

分段式转向梯形断开点的优化设计

文章建立了某轮式车辆的前独立悬架和转向系统的参数化模型,阐述了分段式梯形断开点设计需要遵循的两点原则,分析了断开点三个方向坐标对阿克曼转向特性以及车轮跳动过程中前束角变化的影响,以实际外轮转角与理论外轮转角差值最小以及前束角变化最小为优化目标,对断开点位置进行了优化分析。研究结果表明,断开点坐标的优化可以改善车辆转向特性,同时提高转向系统与悬架系统的运动协调性,为轮式车辆转向梯形的设计提出了较为合理的优化方案。