基于蒙特卡罗方法的汽车双前桥转向机构稳健分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算·研究·基于蒙特卡罗方法的汽车双前桥转向机构稳健分析★董恩国张蕾关志伟(天津职业技术师范大学)【摘要】应用蒙特卡罗方法对某重型汽车双前桥六杆转向机构进行了稳健性能分析。以前、后桥转向梯形机构转角以及中间摇臂转角误差最小为优化目标．以转向梯形机构、中间摇臂的13个结构参数为设计变量，以各机构的转角误差、尺寸限制等为约束条件建立双前桥转向机构数学模型：应用蒙特卡罗方法分析了采用确定性优化方法所得结果的稳健性能。主题词：双前桥转向机构稳健分析蒙特卡罗方法中图分类号：／J463．2文献标识码

2、：A文章编号：1000—3703(2012)08—0032—05RobustAnalysisonDouble-front-axleSteeringMechanismbasedonMonteCarl0MethodDongEnguo，ZhangLei，GuanZhiwei(SchoolofAutomotiveandtraffic，TianjinUniversityofTechnologyandEducation)【Abstract]Robustnessondouble—front-axlesteeringmechanismofahea

3、vytruckisanalyzedwithMonteCarlomethod．Theoptimumobjectivesaretheminimumsteeringangleerrorofeachsteeringtrapezoidmechanismandmiddleconnectionmechanism．Thedesignvariablesarethestructureparametersof13onsteeringtrapezoidmechanismandmiddleconnectionmechanism．Theconstraintc

4、onditionissteeringangleerroranddimensionlimitconstrain．Secondly，theresultrobustnessattainedbycertaintyoptimumme~odisanalyzedwithMonteCarlomethod．Keywords：Double-front-axlesteeringmechanism，Robustanalysis，MonteCarlomethod计和摇臂机构的设计，其优化目标为：1前言minF(x)=w1(x)+092F2()+(1l一09

5、2)()(1)汽车转向机构的运动规律存在不确定误差．一式中，()==∑091Otq--O／。1，(=1，2)，为前、后两方面是由于转向机构综合方法本身的近似性带来的j=1误差．另一方面是转向机构在装配、制造过程中的随个转向梯形机构的目标函数．即同一轴内侧车轮从0机误差．这些误差改变了转向机构的实际运动规律转到极限转角．外侧车轮实际转角与理想转角相差特别对于多轴六连杆转向机构。由于结构复杂．设计最小；为权重系数；％为外侧车轮实际转角；Ol嘶为变量的微小变化也可能加大转向轴上轮胎转角之间外侧车轮理想转角；为最大转向角；为转向角度；的误

6、差．加重轮胎的非正常磨损，影响车辆的转向性F3(x)=8，=∑1锄I，为中间摇臂机构的目标函能。因此．对于多轴转向机构仅采用确定性优化方=l法设计是不充分的【本文应用蒙特卡罗(Monte数．即前轴内侧车轮从0转到极限转角．后轴内侧车Carlo)方法[5-7]对确定性优化方法所得的设计结果进轮实际转角与理想转角相差最小行稳健分析．以修正设计参数初始值．减小不确定因车辆转向时，各轴内、外侧车轮理想转角关系为：素对转向性能的影响ctgao~一ctg~0=『ⅣI(2)式中，为主销中心距；为轴距；Ol。与分别为2双前桥转向机构内、外侧车轮理

7、想转角。2．1优化目标在摇臂机构设计中，前、后垂臂理论转角应满足：双前桥转向机构的设计包括转向梯形机构的设tgfl0／tg~0(M)=／Ⅳ()(3)基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．51005167)，天津职业技术师范大学预研项目(KJY11-07)。一32一汽车技术学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究．2．2设计变量y】=17．6—2．8401—2．88Lio-O．02l+0．08Lll+6．5701如图1所示．双前桥转向机构选择第一轴与第，，’二轴的转向梯形底角(0、02)、梯形臂长度(。、加)、-0

8、．18L1o-0．141—0．14L1l一0．241￡1d+0．0301Ln传动板边长(、)、传动板底角(、：)和中间摇+0．1201l+O．04L1o1+0．17L1oLl1-0．151Ll1(14)臂机构的垂臂长度(，、)、直拉杆长度(、)、y