基于平顺性的四轴重型商用车悬架参数优化

为提高车辆行驶平顺性,建立某四轴重型商用车悬架动力学模型,并对悬架参数进行优化。模型中,在车辆结构上考虑了平衡悬架和驾驶室,在悬架力学特性上考虑了阻尼非线性。采用遗传算法对车辆悬架的刚度特性和阻尼特性进行优化,优化综合考虑了车辆在不同路面等级下以不同车速行驶的平顺性。对优化前后驾驶室处垂直加速度均方值进行仿真对比,结果显示,优化后车辆行驶平顺性得到有效提高。     

试验优化技术在车路耦合分析中的应用

悬架特性参数(刚度、阻尼)的匹配合理与否直接影响到汽车对路面的力学作用,悬架结构参数的改变对车辆动载有很大的影响。文中采用近似饱和D最优设计方法对某重型车辆悬架进行优化,并运用ADAMS仿真软件对优化结果进行验证。结果表明:优化后的车辆对路面的动载荷作用有很大程度的降低,即明显地改善了车辆对路面的动载荷破坏作用。同时,车辆的平顺性并未被破坏。     

应用惯容器提升车辆侧向稳定性的研究

为探索应用惯容器的车辆悬架对汽车侧向稳定性的提升,对两种ISD悬架结构进行了研究。构建了整车动力学模型,在分析车辆侧向稳定性的基础上,以典型的鱼钩转向输入作为测试工况,以车身侧倾角时域响应的峰值作为优化指标,利用多种群遗传优化算法对ISD悬架的元件参数进行优化,并对优化结果进行仿真。结果表明:与传统被动悬架相比,应用惯容器的S1和S2型车辆ISD悬架的车身侧倾角峰值得到了显著的抑制,在不同车速下的测试结果最高可分别改善38.6%和48.6%。而与S1型悬架相比,S2型悬架对车辆的侧向稳定性提升更为显著,更适合车辆的实际运用。     

基于遗传算法的车辆半主动悬架控制系统参数优化

遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是一种基于自然群体遗传演化机制的高效优化算法,它能模拟自然界生物进化过程,依据适者生存,优胜劣汰的进化规则,采用人工进化的方式对目标群体进行遗传操作,不断得到更优群体。文章根据遗传算法基本思路,在MATLAB/Simulink中搭建了基于遗传算法的车辆半主动悬架参数优化模型,利用该算法对半主动悬架控制系统参数进行了优化,并对优化结果进行了仿真分析,结果表明,优化后车辆簧载质量加速度均方根值降低31.1%、悬架动挠度均方根值降低11.2%、轮胎动载荷均方根值降低7.1%,车辆平顺性得到提升。     

基于ADAMS的麦弗逊式独立悬架优化仿真分析

针对轿车前悬架系统对车辆操纵稳定性有较大影响,文章利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立了带有转向系统的麦弗逊式独立悬架模型,并对其进行仿真分析.通过修改前悬架的定位参数来对其进行优化设计,从而研究悬架参数对车辆操纵稳定性的影响.数值计算表明,优化后的悬架使得前轮定位参数基本达到一个最优值,为改进汽车操纵稳定性提供了参考依据.     

基于悬架K&C特性的某SUV操稳性及平顺性性能开发

某SUV存在中高速转向侧倾偏大、后悬过大突起障碍时传递到车身的冲击偏大等问题,对该车辆进行悬架KC客观试验,结合同等级同类型车相关参数的对比分析,明确悬架KC特性参数的优化方向及目标,通过仿真优化完成悬架硬点参数设计,结合项目实施背景提出悬架硬点优化方案并实施,对优化后的样车进行KC客观试验及整车性能主观评价。KC试验结果表明,经硬点优化后悬架相关KC特性参数基本达到设计目标;经整车主观评价确认,该SUV相关操稳性及平顺性问题有了较好的改善。     

基于ADAMS/Insight的某越野车悬架仿真与优化研究

以ADAMS/Car车辆动力学仿真软件为基础,根据多连杆独立悬架的关键硬点坐标,建立某越野车多连杆独立后悬架的动力学模型,并对后悬架系统进行同向车轮跳动仿真。在ADAMS/Insight中对后悬架定位参数进行灵敏度分析。根据后轮定位参数的变化规律和灵敏度分析结果,选取悬架的8个关键硬点坐标为设计变量对悬架的定位参数进行优化设计,仿真结果表明,优化后该车的多连杆独立后悬架运动学特性得到改善。     

基于舒适性和轮胎动载的车辆悬架参数优化

为了改善汽车行驶的舒适性并减小轮胎对路面的动载，以某载货汽车为研究对象，建立了多目标优化模型，并采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行优化。优化结果表明：优化后悬架刚度减小而阻尼增大，且前悬架参数变化较小，后悬架参数变化较大；相比于优化前，车身垂直方向加速度均方根值减小了20％，前轮动栽均方根值减小了40％，后轮变化更显著，减小了49％；采用多目标优化设计方法不仅可提高车辆自身的舒适性，而且可减小轮胎对路面的动载。     

新型混联式ISD悬架建模与参数优化

提出了一种包含惯容器的新型混联式ISD悬架,该悬架由主弹簧、副弹簧、减振器和惯容器4个基本元件构成。建立了整车8自由度动力学数学模型,确定了悬架参数的优化范围及约束条件,采用粒子群算法进行悬架参数优化。结果表明,该优化方法可使座椅处垂向加权加速度均方根值降低26%,车辆行驶平顺性显著提高。     

悬架固有特性对车辆舒适性影响的分析与优化

基于车辆动力学理论与方法，以车辆悬架系偏频特性及其相关参数为分析变量，依据平顺性要求对前后悬架的匹配关系进行分析探讨。建立适用于车辆行驶中与平顺性相关的基本分析模型，模型中以垂向振动频率和俯仰振动频率为评价指标。分析中将车身视为缸体，针对空载、满载等工况、分析不同条件时匹配的条件以及匹配参数的大致范围。依据所建模型与相关分析，对某款国产车辆的前后悬架系的偏频进行分析优化匹配。优化结果和实验结果相比较，说明了所用方法与结论具有一定的实用价值。     

High downforce race car vertical dynamics: aerodynamic index

Race car performance is strongly affected by aerodynamics. Due to downforce generated by the vehicle floor (i.e. diffuser), vehicle ride heights are key parameters to improve performance, and the coupling of aerodynamics and suspension is one of the key points of race car setting. This work focuses on the suspension and aerodynamic coupling from the vertical dynamics point of view. Besides road holding performance, for race cars, aerodynamic performance and stability are major factors. Downforce decreases laptime (the main performance target) but pitch instability is a non-desired effect that can happen in high downforce race cars. A new vertical dynamic performance index is proposed through the use of simulation to improve aerodynamic performance and understand the pitch instability phenomenon. This new index uses all relevant vehicle nonlinearities related to vertical dynamics and can handle a specific track profile and vehicle speed range, allowing the analysis be conducted according to a circuit specification. A previously validated Formula 3 car model was used as an example.     

基于闭环形式的车辆减振器热学特性研究

为了解决某车辆被动悬架系统中减振器由于温升过高而漏油失效的问题,提出了车辆悬架系统机械特性与其热学特性相互耦舍的模型。采用MATLAB／Simulink建立闭环正反馈系统的热一机耦合模型,并通过仿真计算得到某车辆在多种工况以及不同悬架参数条件下减振器的温升特性曲线。研究结果表明：随着路面等级的下降、车速的提高、簧上质量的增大以及悬架刚度的减小,减振器的温度升高;车轮刚度对减振器温升特性影响较小;簧下质量对减振器温升特性无影响。     

某越野车前悬架优化研究

前悬架参数是汽车的重要参数,提出了虚拟试验优化设计方法以确定这些参数。根据多刚体动力学原理,建立前悬架和整车虚拟样机。在ADAMS／Car中进行了两侧车轮同向跳动试验、低速回正性试验、高速回正性试验。在试验中利用ADAMS／Insight对前悬架参数进行优化,对比优化前后试验结果,证明这种设计方法可以令参数选择更加合理,同时缩短设计开发周期,减少成本。     

中国公路车-桥耦合振动车辆模型研究（双语出版）

为了提出适用于中国车-桥耦合振动分析的车辆动力分析模型,首先基于中国桥梁规范中的设计车辆荷载,结合大量调查统计数据和等效静力分析方法,初步拟定车辆动力分析模型的几何尺寸、质量、刚度、阻尼等参数取值,并与国内外广泛采用的几种车辆模型的参数取值进行对比。接着选取4座钢筋混凝土简支梁桥并建立其三维有限元模型,基于车-桥耦合振动数值模拟分析车辆模型的刚度、阻尼等参数对桥梁上动力冲击系数的影响,并对比几个不同车辆模型对动力冲击系数的影响。最后,选择中国湖南省境内一座实桥和几辆不同轴数的重车开展实桥试验,将实测动力冲击系数与所提车辆模型数值模拟获得的冲击系数进行对比。结果表明：动力冲击系数随车辆总质量的增大而减小,随车辆整体刚度的增大而增大,但随车辆整体阻尼的增大呈先减小后增大的趋势;单个车轴的刚度和阻尼对动力冲击系数的影响不明显;车辆总质量是导致不同车辆模型作用下动力冲击系数差异的主要因素;数值模拟结果与实测结果吻合良好,验证了所提车辆模型及参数取值的合理性;该车辆模型可用于中国的设计车辆荷载作用下桥梁的动力响应分析和相关研究,也可用于估算重量相当的不同类型车辆对桥梁的动力冲击效应。     

工程车辆非线性橡胶悬架动力学建模与优化

以AD250铰接式自卸车的非线性变刚度橡胶悬架为研究对象,应用模态综合法和多柔体系统动力学理论,并通过整车试验建立了整车刚柔耦合动力学模型。以行驶平顺性和操纵稳定性为优化目标,采用序列二次规划法,对不同载荷、不同等级路面和不同车速下的悬架特性参数进行优化,得到了不同工况下的最优悬架特性参数。通过最小二乘法拟合得到了橡胶悬架刚度参数的理想非线性特性曲线。仿真结果表明,优化后的橡胶悬架系统能使车辆保持良好的行驶平顺性。     

某车型车轮定位参数异常问题的分析和解决

车轮定位参数直接影响汽车操稳性和轮胎磨损情况。设计正确的定位参数,生产上更好地控制各个参数,对提高汽车行驶的安全性,获得良好的操控型和乘坐的舒适性有着极为重要的意义。文章从力学角度阐述了车轮定位的基本理论,深入分析了悬架高度,前束,外倾,主销后倾等之间的关系,强调了良好的定位参数设计和生产上精确地控制对于悬架以及整车的重要性。以某车型悬架高度测量值超差为实例,通过对悬架高度定义,悬架高度对四轮定位参数判定的影响,分析了定位参数对整车判定的影响。从测量,装配,零件质量三个大方面分别对影响悬架高度的的因素进行了逐一分析和排查,找到引起车高测量超差的原因。理论计算出了补偿值作为短期措施;在图纸无要求的情况下,通过反向测量进口零件的方法分析对修改零件做出了正确的推断,并通过试验验证了推断的正确性,通过修改弹簧连杆使得车高测量值超差问题最终得到了解决。此外,通过对潜在因素进行了逐一分析,从整车角度比较全面地分析了车高超差的原因,对于今后此类问题的解决提供了一个系统的参考方案。     

Wear/comfort Pareto optimisation of bogie suspension

Pareto optimisation of bogie suspension components is considered for a 50 degrees of freedom railway vehicle model to reduce wheel/rail contact wear and improve passenger ride comfort. Several operational scenarios including tracks with different curve radii ranging from very small radii up to straight tracks are considered for the analysis. In each case, the maximum admissible speed is applied to the vehicle. Design parameters are categorised into two levels and the wear/comfort Pareto optimisation is accordingly accomplished in a multistep manner to improve the computational efficiency. The genetic algorithm (GA) is employed to perform the multi-objective optimisation. Two suspension system configurations are considered, a symmetric and an asymmetric in which the primary or secondary suspension elements on the right- and left-hand sides of the vehicle are not the same. It is shown that the vehicle performance on curves can be significantly improved using the asymmetric suspension configuration. The Pareto-optimised values of the design parameters achieved here guarantee wear reduction and comfort improvement for railway vehicles and can also be utilised in developing the reference vehicle models for design of bogie active suspension systems.     

基于制动与悬架系统的车辆主动侧翻控制的研究

为提高车辆抗侧翻能力,建立了10自由度整车侧翻动力学模型,应用车辆动力学和轮胎力耦合特性,提出了一种基于差动制动和半主动悬架协同工作的车辆主动抗侧翻控制策略。通过对制动力矩的差动调节和半主动悬架阻尼力的适时匹配,实现对车辆侧翻的有效控制。根据子系统运动特性,设计了制动系统基于滑移率的积分滑模控制器和悬架系统灰模糊控制器。分别对制动、悬架控制及综合控制进行的鱼钩试验仿真结果表明,综合控制策略可有效降低危险时域车辆的侧倾角,相对于单一系统控制进一步提高了车辆抗侧翻能力。     

Hybrid modelling and damping collaborative optimisation of Five-suspensions for coupling driver-seat-cab system

For the complex structure and vibration characteristics of coupling driver-seat-cab system of trucks, there is no damping optimisation theory for its suspensions at present, which seriously restricts the improvement of vehicle ride comfort. Thus, in this paper, the seat suspension was regarded as ‘the fifth suspension’ of cab, the ‘Five-suspensions’ for this system was proposed. Based on this, using the mechanism modelling method, a 4 degree-of-freedom coupling driver-seat-cab system model was presented; then, by the tested cab suspensions excitation and seat acceleration response, its parameters identification mathematical model was established. Based on this, taking optimal ride comfort as target, its damping collaborative optimisation mathematical model was built. Combining the tested signals and a simulation model with the mathematical models of parameters identification and damping collaborative optimisation, a complete flow of hybrid modelling and damping collaborative optimisation of Five-suspensions was presented. With a practical example of seat and cab system, the damping parameters were optimised and validated by simulation and bench test. The results show that the model and method proposed are correct and reliable, providing a valuable reference for the design of seat suspension and cab suspensions.     

Improving crosswind stability of fast rail vehicles using active secondary suspension

Rail vehicles are today increasingly equipped with active suspension systems for ride comfort purposes. In this paper, it is studied whether these often powerful systems also can be used to improve crosswind stability. A fast rail vehicle equipped with active secondary suspension for ride comfort purposes is exposed to crosswind loads during curve negotiation. For high crosswind loads, the active secondary suspension is used to reduce the impact of crosswind on the vehicle. The control input is taken from the primary vertical suspension deflection. Three different control cases are studied and compared with the only comfort-oriented active secondary suspension and a passive secondary suspension. The application of active secondary suspension resulted in significantly improved crosswind stability.