多目标优化方法在悬架几何设计上的应用.pdfVIP

华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 37卷 第 7期 J ou rna l of S ou th C h ina U n ive rsity of Techno logy V o l. 37　N o. 7 2009年 7 月 (N atu ra l S c ience Ed ition ) J u ly　2009 文章编号 : 1000565X (2009) 　 多目标优化方法在悬架几何设计上的应用 1 2 3 1 杨荣山 　黄向东 　袁仲荣 　赵克刚 ( 1. 华南理工大学 机械与汽车工程学院 , 广东 广州 510640; 2. 广州汽车集团 汽车工程研究院 , 广东 广州 510640; 3. 广州汽车集团股份有限公司 , 广东 广州 510045) 摘 　要 : 以多体系统动力学理论为基础 , 应用机械系统动力学仿真软件建立某轿车麦弗 逊式前悬架模型 , 联合多目标 /多参数优化软件工具对悬架的结构应用遗传算法进行优 化 , 得出在工程可行性约束条件下的悬架优化布置方案 , 以提高悬架性能. 最后 ,利用悬 架台架试验对优化结果进行验证 ,证明了优化方法和结果的正确性 ,表明多目标 /多参数 的优化方法对于改善汽车悬架系统性能是一种行之有效的方法. 关键词 : 悬架 ; 多目标优化 ; 遗传算法 ; 几何设计 中图分类号 : U 463. 33　　　　文献标识码 : A 　　悬架系统是汽车重要的组成部分 ,其运动特性 化 ,根据优化后的参数对前悬架系统进行改进设计. 的优劣关系到汽车的操纵稳定性 、舒适性 、转向轻便 [ 1 ] 1　麦弗逊悬架模型的建立 性和轮胎使用寿命等 . 合理的几何定位参数是保 证汽车悬架具有良好运动学特性的重要因素 ,如果 　　在建模之前先对麦弗逊悬架模型作一些合理的 悬架结构设计不当 ,就会大大影响汽车产品的使用 ( ) 简化和假设 : 1 假设悬架除弹簧 、减震器 、橡胶衬 ( ) [ 2 ] 性能 如转向沉重 、跑偏 、轮胎偏磨等 . 如何在工 套外的各部件都是刚体 ; ( 2 ) 忽略运动副的摩擦. 根 程可行性约束条件下适当调整悬架若干几何硬点的 据实际的悬架和转向系统结构 ,抽象出如图 1所示 布置 ,使悬架系统的多个定位参数在正常工作状态 的麦弗逊式前悬架结构示意图[ 3 ] . 下处于理想的运动范围内,是设计悬架系统的关键. 由于悬架系统各个定位参数之间互相影响、互 ( 相耦合 ,采用传统的优化方法 线性规划 、二次规划 ) 等 很难处理诸如悬架定位参数随轮跳变化的多 目 标优化问题. 采用近年来发展起来的多学科 、多目标 优化工具 ,则有可能很好地解决这个问题 ,并且利用 遗传算法还可以快速发现整体最优解. 麦弗逊悬架具有结构简单 、紧凑 、占用空间少 、 非簧载质量小等特点 ,是现代