基于平顺性的钢板弹簧后悬架优化设计.pdf

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1、第52卷第1期V01．52No．1农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2014年1月January2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．01．003基于平顺性的钢板弹簧后悬架优化设计孙鹏飞(361024福建省厦门市厦门理工学院机械与汽车工程学院)【摘要]为评价某观光车的平顺性，利用MATLAB的遗传算法优化工具箱，对后悬架的某两片式等截面钢板弹簧进行优化设计。以多体动力学理论作为基础，应用ADAMS／Car建立包括前悬架系统、后悬架系统、转向系统、轮胎系统和车身系统的整车动力学模型。对观光车

2、整车模型进行脉冲路面的平顺性仿真。得到质心位置的垂直方向上的最大加速度曲线对比。通过分析仿真结果。装用优化后的变截面钢板弹簧的整车平顺性有较大提高。[关键词]平顺性；钢板弹簧；遗传优化算法；仿真[中图分类号]u461．4【文献标志码】A[文章编号]1673—3142(2014)01-001l_05TheOptimumDesignofLeafSpringRearSuspensionBasedonRideComfortSunPeng／ei(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，XiamenUniversityofTechnology，Xiamen

3、City，FujianProvince361024，China)[Abstract]Inordertoevaluatetheridecomfortperformanceofonesightseeingvehicle，theleafspringwasoptimizedbygeneticalgorithmwiththeMATLABsoftware．ThewholevehicledynamicsmodelisestablishedinADAMS／CAR，includingthefrontsuspensionsystem，learsuspensionsystems，steeringsystems，

4、tiressystemandbody，basedonmulti-bodydynalnicstheory．Themodelisusedtodothesimulationunderpulseinputs，togettheaccelerationcurvesofverticaldirection．Afteranalysisofsimulationresult，theoptimizedtaperspringcanimproveridecomfortofthisvehicle．[Keywords]ridecomfort；leafspring；geneticoptimizationalgorithm；

5、simulation0引言汽车在行驶时，由于路面不平等因素导致车轮跳动．车轮将振动通过悬架传递到车身使汽车振动，这些振动使驾驶员疲惫，精力不集中，并且对汽车的行驶平顺性产生较大的影响⋯。因此，优化悬架的性能、降低车身的振动对于改善汽车行驶平顺性有重要的意义。钢板弹簧悬架在汽车的整体式后桥中的应用较普遍，钢板弹簧的簧片不仅是弹性元件，也是导向机构，能够较好地传递车轮与车架之间的作用力和力矩。悬架的受力均匀可靠[2]。但是钢板弹簧的比能量较低，需要多片板簧共同作用，因此质量较大。平顺性也较差。将多片式钢板弹簧优化设计，可以在满足刚强度要求的前提下，减少钢板弹簧悬架的质量，提高板簧的利用率，降低

6、悬架传递给车身的振动；同时板簧片之间相互摩擦，又具有一定的阻尼和减振作用，可以较好地提高汽车的基金项目：福建省教育厅科技项目B类(JBl2183)收稿13期：2013—10．--07修回13期：2013一ll一25平顺性。1变截面钢板弹簧后悬架遗传优化设计以某两片式等截面钢板弹簧为母板。在满足悬架和整车性能要求的前提下，减轻质量，提高板簧材料的利用率，采用遗传算法对其进行优化设计。1．1建立钢板弹簧的数学模型钢板弹簧的几何尺寸和作用方式如图1，由(a)主簧单独作用(b)主副簧共同作用图1钢板弹簧的几何示意图Fig．1Theschematicplotofleafspring12农业装备与车辆

7、工程2014正于板簧片左右对称．所以分析中均只考虑半边板簧。图1中，a表示主簧，b表示副簧，Pl、P2为作用在板簧端部的力。变截面钢板弹簧在低载荷情况下，主簧单独起作用。大载荷时，主簧和副簧共同起作用，即主副簧的变截面区开始逐渐接触，直到主副簧完全接触。1．2设计变量结合钢板弹簧的数学模型中的变量参数，设计变量为主簧端部厚度hd；主簧中部厚度k；厚度为h以部分的长度即端部长度乙；副簧端部厚度k。；副簧中部厚度h蹦副簧伸直