基于均方根值限值评价的悬架多目标优化方法.PDF

中国汽车工程学会越野车技术分会2008年学术年会论文集 基于均方根值限值评价的悬架多目标优化方法 吴志成，杨杰，王勋，赵玉壮，陈思忠 (北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081) 羹要t悬架多目标优化应综合考虑的车身的垂向加速度、悬架动压缩量和车轮相对动载荷。使用均方根 值限值评价是较为实用的方法。采用SIMULINK软件建立包含多个子悬架系统的模型，为每个子系统中的悬 架刚度和阻尼函数设定不同的值，这样就可同时计算不同悬架刚度和阻尼函数条件下的悬架各响应量的均 方根值数据。绘制各响应量的均方根值曲面与限值曲面图，并据此确定悬架刚度和阻尼的优化。仿真结果 表明：车身垂向加速度均方根值限值影响最大刚度和阻尼的选取；悬架动压缩量均方根值限值影响最小刚 度的选取；车轮相对动载荷均方根值限值影响最小阻尼的选取。 关键词I多目标优化；均方根值曲面；限值评价；悬架 在1／4汽车被动悬架系统模型中，优化对象 垂向加速度的均方根值对整车平顺性的评价指 主要是悬架的刚度和阻尼，优化的目标一般是使 标占据首要地位。 车身的垂向加速度均方根值尽可能小n吲。对于 较小的悬架刚度和阻尼有助于实现使车身 常在路面条件较差的道路上行驶的车辆，优化目 的垂向加速度均方根值尽可能小的优化目标。但 标会增加悬架动压缩量和车轮相对动载荷两项 是，较小的悬架刚度和阻尼增加了悬架击穿概 内容m引，以避免车轮附着条件恶化和悬架击穿 率。悬架击穿概率可以通过悬架动压缩量的均方 情况的发生。 根值进行估算。 一般路面对汽车悬架系统的激励可以认为 大量的测量表明，路面的随机输入和汽车的 是正态分布的随机输入，平顺性分析与评价采用 振动响应都基本上符合正态分布。这样，汽车各 悬架系统各响应量的功率谱和均方根值。其中， 振动响应的均方根值口，与其概率分布之间就 车身垂向加速度均方根值对人体加权加速度均 存在着简单关系，如表1所示。 方根值、悬架动压缩量均方根值对悬架击穿概 衰l正杏分布情况下，超过均方根值∥。的士■倍 率、车轮相对动载荷均方根值对车轮接地性都会 以外的概率， 产生直接影响。 在优化悬架过程中，应综合考虑车身垂向加 ^ 1 2 2．58 3 3．29 速度、悬架动压缩量和车轮相对动载荷的均方根 尸 31．7％ 4．6％ 1％ O．3％ O．1％ 值与悬架的刚度和阻尼的关系，并据此选定与行 1一尸 68．3％ 95．4％ 99％ 99．7％ 99．9％ 驶工况相适应的折衷方案。 在确定由悬架上限位器限定的悬架动行程 石和悬架击穿概率限值尸后，可确定悬架动压 均方根值限值评价内容 缩量的均方根值口，不应超过石／^。 车轮相对动载荷直接影响车轮接地性。当车 国际标准IS02631一l：1997(E)中规定，可以 用加权加速度均方根值评价振动对人体舒适和 轮相对动载荷变动量过大时，车轮与地面的附着 健康的影响，各种汽车在正常行驶工况下对这一 力下降，造成车辆操纵性恶化。车轮接地性指数 方法均适用哺1。而座椅上垂直方向的振动对人体 是表示车轮相对动载荷的一个百分数，即 加权加速度均方根值的影响最大。 灾。。in=(1一乃／G)x1