汽车悬架系统平顺性分析与优化设计

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1、汽车悬架系统平顺性分析与优化设计　　摘要：随着我国经济的建设，汽车工业得到了快速的发展，人们对现代汽车的各项使用性能的要求也因此不断提高，汽车悬架系统也得到了越来越多的关注。文章针对汽车悬架系统的平顺性进行了分析，针对汽车悬架系统在开发设计过程中悬架的弹性和阻尼参数的选取等问题将平顺性作为优化的目标，提出多目标优化设计方案。　　关键词：汽车悬架系统；平顺性；优化设计；汽车工业；弹性；阻尼参数文献标识码：A　　中图分类号：U463文章编号：1009-2374（2016）20-0031-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.20.01

2、4　　1汽车悬架系统平顺性不确定性优化　　事实上，在汽车制造的过程中往往真实的作业和测量之间存在较大的误差，这些最优化参数在后期加工中具有很强的不确定性。因此，在进行设计的过程中需要考虑到误差的影响，为此可以在设计中采用区间优化模型，对汽车的平顺性进行不确定性优化工作。　　1.1汽车平顺性优化模型　　1.1.15设计变量的选取。由于悬架弹簧和阻尼在汽车悬架系统设计中的作用，可以看出两者之间具有相互抑制的作用，因此为了保证车辆和乘员的安全统一结合就需要进行最优化设计。其中将悬架弹簧的弹性和阻尼参数作为设计的向量X：X=[K，C]其中k代表弹簧的弹性系数，C代表阻尼系数

3、。　　1.1.2确定目标函数。通常情况下，我们将震动的物理量作为汽车行驶的平顺性的评价指标。其中以车身加速度均方根最为常用。当加速度均方根较大时往往会给人带来不舒服甚至是健康受到损坏的影响。为此，我们确立有关的目标函数：　　f（X）：　　1.1.3建立约束条件。为了保证能够给驾驶带来良好的平顺性，这就需要轿车的悬架的设置相对较软，将静挠度h设置较大，同时受到结构的限制，需要对其进行合理的控制，因此在对悬架的弹性进行设计的约束为：　　式中：m表示相对弹簧的等效悬挂质量；hR、hL分别表示悬架的静挠度的上、下设计极限值。　　通常来说，阻尼比ζ能够用来评价震动的衰减速度的

4、。设计区间：　　式中：C标示阻尼系数；ζL、ζR分别表示阻尼比ζ的上、下约束。　　由于当系统的固有频率so得到降低的时候可以有效地减小车身振动的加速度，有利于建设汽车的舒适性。需要保证固有频率满足：　　式中：SOL、SOR分别为固有频率的上、下约束。悬架的限位行程[Dd]受到结构的影响不能够过大，通常维持在7～9cm之间。为了确保悬架撞击有限位块的概率不超过0.3%；同时当车轮相对动载荷大于1时，车轮会出现和地面脱离的状况带来安全隐患。当车轮相对动载较大时就会对地面造成损坏。因此就需要将车轮脱离地面的可能性降低保持在不超过0.15%的范围内。这就需要动挠度均方根和轮

5、胎的相对动载均方根满足：　　σDjd≤[Dd]/3；σFjd≤1/35　　由此可以将以上公式进行整合建立汽车悬架系统平顺性的优化模型。　　1.2汽车平顺性的区间优化　　在工程设计中，人们已经逐渐意识到不确定性优化的重要性。事实上，不确定性研究工作的开展并不顺利，这主要是由于传统模式下的人们主要采用对参数的概率进行分析，这就需要将大量的概率方法应用到不确定问题中，这些概率往往需要大量的随机变量测试进行分析，这就使得测试的工作量巨大成本较高完成的难度较大。此时区间数优化作为一种相对独特的不确定优化方法，只需要进行较少的测试，通过较少的数据信息确定不确定因素的上、下界，有

6、效地实现了经济化和方便地工作完成。　　1.3汽车悬架系统振动模型区间优化的分析　　接下来将本文涉及的优化方法应用到二自由度汽车悬架振动模型中进行应用。将车辆的振动模型悬架系统的参数进行设定和取值，当非悬挂物的质量为m1=40.5kg时，对四种本文主要研究的影响参数进行优化。将区间参数的不确定水平都确定为7%左右，设定相应的取值范围，建立汽车平顺性区间优化问题：　　在实际运算的过程中，考虑约合的平均值，同时考虑平均值不同的影响情况。综合来看，就需要将参数的不确定性水平的增加控制，因为RPDI值的增加意味着汽车悬架系统设计的困难性增加，这就需要尽量在设计过程中和测量过程

7、中减小测量存在的误差，将参数的不确定性控制在较小的范围内，同样我们还可以根据类似的方法对四自由度和七自由度进行设计。　　2汽车悬架系统平顺性与操纵稳定性多目标优化工作5　　整车的多目标优化模型的建立过程需要综合考虑到车身的质量因素以及各个轮胎的质量垂直自由度等各个因素。在这个过程中为了确保数据准确，可以利用建立数学模型的方法对此进行设计。根据相应原理列出力矩平衡的公式，并建立如图1所示模型：　　在设计的过程中考虑车身的侧向力的作用，绕着侧倾轴线进行倾斜作用，同时建立相应的微分方程。　　并根据这个方程建立模型，见图2。　　在对整车进行布置的过程中需要通过改变稳定杆