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1、2005年12月农业机械学报第36卷第12期*麦弗逊悬架运动学分析与结构参数优化夏长高邵跃华丁华【摘要】基于空间机构运动学和数值计算方法,运用瞬心法和坐标变换建立了麦弗逊悬架空间几何与运动学特性的关系,给出了分析麦弗逊悬架运动学特性的数学模型,并利用遗传算法对麦弗逊悬架进行了结构参数优化。研究结果表明,该方法可以明显地改善悬架的运动学特性,提高汽车的操纵稳定性,减少轮胎磨损,提高其使用寿命。关键词:麦弗逊悬架空间机构学遗传算法优化设计中图分类号:U463.33文献标识码:AKinematicalAnalysi
2、sandStructuralParameterOptimizationofMcPhersonSuspensionXiaChanggaoShaoYuehuaDingHua(JiangsuUniversity)AbstractKinematicalcharacteristicofMcPhersonsuspensionthataffectsvehicle'sperformancessuchassteeringcharacteristics,handlingqualities,ridingcomfortandserv
3、icelifeoftiredependonhowwellthestructuralparametersofMcPhersonsuspensionwereidentified.Usingthemethodofinstantaneouscenterandcoordinatetransformationtherelationshipbetweenspatialgeometry,kinematicalcharacteristicofMcPhersonsuspensionwasanalyzedbasedonthespa
4、tialkinematicsandnumericalcalculation.Inordertoanalyzethesuspensionkinematicscharacteristics,amathematicalmodelwasbuilt,andoptimizedthestructureofMcPhersonsuspensionbyusingthegeneticalgorithmsmethod.TheoptimizationresultsshowedthatGAmethodswereflexibleandpo
5、werfulsearchtechniquesforobtainingabetterandamorerealisticsolutioncomparedtotheclassicaloptimizationtechniquesanditisimprovedcomparedwiththeconventionaldesigns.KeywordsMcPhersonsuspension,Spatialkinematics,Geneticalgorithms,Optimaldesign轮定位参数有重要影响,而转向梯形断开点的
6、位置引言则关系到转向杆系与悬架导向机构的运动协调[2]麦弗逊悬架具有结构简单、紧凑、占用空间少、性。目前,对麦弗逊悬架运动学分析通常采用机构非簧载质量小等特点,是现代汽车上广泛采用的一学理论中的解析方法、矢量法以及多刚体动力学软种悬架结构形式,其运动特性的优劣关系到汽车操件分析方法。在结构参数优化方面都采用传统的优纵稳定性、舒适性、转向轻便性和轮胎使用寿命化方法,但是传统的优化方法很难处理经常遇到的[1]等。合理的几何参数是保证麦弗逊悬架具有良好非凸、高度非线性的参数优化设计问题,而只能找到运动学特性的重要因
7、素,导向机构的结构参数对前这类优化问题的局部最优解,而近年来发展起来的收稿日期:20050513*江苏大学高级人才专项基金资助项目(项目编号:04JDG009)夏长高江苏大学汽车与交通工程学院副教授博士,212013镇江市邵跃华江苏大学汽车与交通工程学院硕士生丁华江苏大学汽车与交通工程学院讲师博士26农业机械学报2005年遗传算法却可以很好地解决局部最优现象,达到整直线AG的方程为体最优解。XTO-XGOYTO-YGOZTO-ZGO==(2)XHO-XGOYHO-YGOZHO-ZGO基于以上原因,利用瞬心法和
8、坐标变换建立麦弗逊悬架数学模型,采用遗传算法,对麦弗逊悬架结过点A与直线AG垂直的平面方程为构参数进行优化。(XGO-XAO)(XTO-XAO)+(YGO-YAO)(YTO-YAO)+(ZGO-ZAO)(ZTO-ZAO)=0(3)1运动学分析模型解式(2)和(3)即可求出瞬基于空间机构运动学,可建立图1所示的某汽心T的坐标。车麦弗逊式前独立悬架动力学分析模型。图中,H车轮在跳动过程中,为摆臂的摆动中
