基于转向和强度特性的扭力梁悬架优化研究.pdf

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1、·基础研究·基于转向和强度特性的扭力梁悬架优化研究吴俊刚黄睿于人杰（中国汽车工程研究院股份有限公司）【摘要】针对某配置扭力梁悬架的新车型开发中所需解决的整车转向特性和扭力梁强度设计问题进行了优化研究。通过扭力梁刚度仿真结果和悬架K&C试验结果对比，验证了仿真模型的准确性。运用正交试验设计，得出了扭力梁设计参数对悬架K&C性能的贡献率。应用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ实现了该车转向特性和扭力梁强度特性的多目标优化。主题词：扭力梁悬架强度特性正交试验优化中图分类号：U463.33文献标识码：A文章编号：１０００－３７０

2、３（２０13）12－００20－０4ResearchonOptimizationofTwist-beamSuspensionBasedonVehicleSteeringandStrengthCharacteristicsWuJungang，HuangRui，YuRenjie（ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Tosolvethepoorsteeringandstrengthcharacteristicsofanewlydevel

3、opedmodelequippedwithtwist-beamsuspension,wecarriedoutoptimizationresearch.Thecontrastbetweentwist-beamstiffnesssimulationresultandsuspensionkinematicsandcompliance(K&C)testverifiedcorrectnessofthissimulationmodel.Thecontributionratesoftwist-beamsuspensionpar

4、ameterstosuspensionK&Cperformanceareobtainedbymeansoforthogonalexperimentdesign.Themulti-objectiveoptimizationofthevehicle,includingsteeringandstrengthcharacteristichavebeenrealizedbyNSGA-Ⅱgeneticalgorithm.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Twist-beamsuspension，Strengthcharacteristics

5、，Orthogonalexperiment，Optimization模型基础上，采用Isight软件多目标遗传算法NSGA1前言Ⅱ，以强度和对整车转向特性影响较大的悬架K&C针对扭力梁式悬架特点，国内、外进行了很多研（Kinematics&Compliance，悬架运动和柔性）特性为究。文献[1]对该类悬架几何参数对整车性能的影响优化目标，实现了扭力梁式悬架性能和强度的多目进行了DOE（DesignofExperiments）分析，并进行了标优化。计算结果表明，优化后扭力梁强度有较大整车性能校核；文献[2]从性能

6、指标、制造工艺、材料改善，并能保证与转向性能相关的悬架K&C特性满成本和减重几个方面综合分析出一种最优轻量化扭足目标值要求。力梁设计方案；文献[3]则研究了该类悬架总成参数2模型建立与验证对整车转向特性的影响。国内某汽车公司在某款车型底盘平台上进行轴图1是某扭力梁式悬架刚柔耦合多体动力学仿距加长和两厢改三厢的新车改型设计，前悬架未修真模型，其中扭力梁部件采用CMS（Component改，后扭力梁式悬架做改型设计。由于存在基础车ModeSynthesis）法生成的柔性体模型。为保证仿真型整车转向性能低于对标车、扭力

7、梁横梁与拖曳臂模型精度，模型中的衬套、弹簧等部件特性参数采用焊接区域开裂这两个底盘设计问题，使改型后整车测试值，同时还利用悬架K&C测试、扭力梁刚度测质量和轴距均有增加，且为降低成本，扭力梁由国产试值（图2）分别修正柔性体网格模型和刚柔耦合多材料替换部分进口材料，更加突显了上述问题的设体动力学模型。图3和表1分别是这两个模型仿真计风险。因此，改型后的扭力梁式悬架必须保证强结果与测试结果的对比，可知扭力梁有限元网格模度和转向两方面性能。本文在该扭力梁式悬架仿真型以及由该网格模型建立的刚柔耦合多体动力学仿——20——

8、汽车技术·基础研究·真模型与测试结果吻合度较高，模型精度满足后续表1扭力梁刚度仿真与测试结果验证的强度和K&C特性优化研究要求。参数测试值仿真值误差/%侧倾刚度/N·m·（°）-1348.5335.23.8横向外倾/N·（°）-1486546714横向前束/N·（°）-1798584686扭力梁柔性体3扭力梁参数对悬架K&C的敏感性分析选取扭力梁结构参数（横梁厚度、朝向等