新型交联悬架系统建模仿真与结构参数优化

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1、—————————————————————————新型交联悬架系统建模仿真与结构参数优化——————————————————————————————————————ModelingandSimulationofaNovelInterconnectedSuspensionSystemandOptimizationofItsStructureParameters————————————————————————————————作者姓名：姚麒麟专业名称：车辆工程指导教师：郭孔辉教授学位类别：工学硕士24答辩日期：201

2、5年5月日摘要新型交联悬架系统建模仿真与结构参数优化悬架是车辆最关键的系统之一，对车辆的平顺性、操纵稳定性及通过性等都具有重要的影响，所以在悬架设计过程中需要同时权衡车辆的各种性能，尽量使车辆的性能都达到最优。然而，现代车辆的性能指标，如平顺性和操纵稳定性，很多时候都是相互矛盾的。要使悬架系统性能达到最优，最好使悬架系统能够根据不同行驶工况及时、合理地改变悬架系统特性。而传统悬架在装车后结构形式一成不变，无法同时适应车辆在行驶过程中遇到的各种工况，也就无法解决车辆平顺性及操纵稳定性等方面的矛盾。半主动、主动悬架

3、能够通过阻尼和刚度的有级或无级可调来很好地兼顾车辆平顺性及姿态稳定性，但其结构复杂、造价高，性能不稳定，难以普及应用，目前只是应用在极少数的豪华轿车和赛车上。国内外学者提出了一种新型的悬架系统—液压交联悬架，与其他悬架形式相比，该系统能够实现阻尼和刚度的调节，从而实现对平顺性和操纵稳定性的协调控制，具有很大的应用前景。本文结合“新型可切换式交联悬架系统开发”项目，开发了针对某SUV的新型交联悬架系统，其具有两种交联方式，可以在不同的车辆行驶工况下自动切换交联方式，从而实现悬架阻尼和刚度的调节。本文研究内容主要包

4、括以下几点：第一，减振单元及系统不同交联方式数学建模与性能分析。本文首先基于新型交联悬架系统减振单元的结构，对其流量—压力特性进行了分析，采用物理建模的方法，推导了基于减振单元物理结构参数的数学模型，并搭建了其Simulink模型；然后，在减振单元模型的基础上，分析了新型交联悬架系统的结构原理，推导并搭建了两种不同交联方式的Simulink模型；最后，根据本文研究的SUV分别建立了安装有传统悬架、交联方式一和交联方式二的车辆振动模型，并在B、C、D级随机路面上分析了不同交联方式对整车平顺性的影响，同时在CarS

5、im软件中建立了集成不同悬架形式的3个整车操稳模型，在双移线、稳态回转及加速/制动等工况下进行了车身姿态稳定性分析。第二，新型交联悬架系统样件加工及装车验证。首先，在原车减振器的基础上进行了减振单元样件的加工，包括液压缸筒、外接阻尼阀、蓄能器、弹簧等部件，并根I吉林大学硕士学位论文据前文仿真得到的减振单元目标特性曲线对4个减振单元的输出力特性进行调节；然后，将加工好的新型交联悬架系统部件进行装车，分别在“左右交叉—前后联通”和“对角交叉”模式下进行了平顺性试验（小鱼鳞路、中鹅卵石路、比利时路）、双移线试验以及定

6、加速度制动试验等，通过与原车数据对比，研究了新型交联悬架系统不同交联方式对车辆不同性能的影响。第三，新型交联悬架系统减振单元结构参数优化。利用本文中建立的新型交联悬架系统Simulink模型、整车7自由度平顺性模型和CarSim操稳模型，确立优化目标、优化参数及约束条件，建立基于Matlab、CarSim和Isight软件的联合仿真平台，采用多目标优化算法—NSGA-II对减振单元的结构参数进行优化，得到同时使车辆平顺性和姿态稳定性达到最优的减振单元结构参数。关键词：交联悬架，减振单元，数学建模，整车试验，参数

7、优化IIAbstractModelingandSimulationofaNovelInterconnectedSuspensionSystemandOptimizationofItsStructureParametersSuspensionisoneofthekeysystemsofvehicleandhasimportanteffectonvehicleridecomfort,handlingstability,et.al.Therefore,well-designedsuspensionsystemsare

8、essentialforvehicles.However,modernvehiclesuspensionsarerequiredtoachieveanumberofoftenconflictingobjectives,suchasthetrade-offbetweenridecomfortandhandlingstability.Thestructuresoftraditionalsu