五连杆悬架运动学特性的分析与优化机械工程专业论文.docxVIP

五连杆悬架运动学特性的分析与优化摘要 五连杆悬架运动学特性的分析与优化 摘要 悬架是车架与车桥或车轮之间一切传力连接装置的总称，在车轮上下跳动过 程中，车轮定位参数与轮距等参数会产生运动学上的变化，悬架运动学特性对汽 车操纵稳定性有着至关重要的作用，同时也影响汽车的平顺性、制动性等汽车动 力学性能，对轮胎的磨损也有一定的影响。近年来，五连杆悬架因其良好的操纵 稳定性与乘坐舒适性等综合性能，在中高级轿车上获得了广泛的应用，但五连杆 悬架杆系复杂，悬架运动学和弹性运动学(KC)特性设计难度高。因此研究五 连杆悬架运动学性能，分析整车的操纵稳定性，优化悬架结构，对提高整车性能 有着重要的意义。本文以某乘用车后悬架的结构及相关数据为基础，考虑悬架硬 点的不确定性，对五连杆悬架运动学特性及整车操纵稳定性进行分析与优化。 首先，从理论上出发，在分析刚体运动学的基础上，推导出五连杆悬架运动 学分析中的空间姿态坐标变换矩阵，利用空间机构自由度理论，建立五连杆悬架 运动学数学模型，采用瞬时螺旋轴的方法对悬架的虚拟主销进行近似求解，并在 MATLAB中求解车轮定位参数的变化曲线。然后通过ADAMS建立该五连杆悬架 多体动力学仿真模型，验证了数学模型的准确性。根据多款车型的KC实验数 据，总结KC特性的合理变化范围，并对该悬架的KC特性进行评价。 其次，在五连杆悬架动力学模型的基础上，建立整车动力学仿真模型，并根 据国标进行操纵稳定性典型试验，分析表明该车存在较大的优化空间。利用模糊 灰色关联算法进行悬架硬点的灵敏度分析，考虑悬架硬点的不确定性，利用 NSGA．II算法与IP．GA算法对悬架进行了多目标不确定性优化设计，同时利用 NSGA-II算法对悬架硬点进行确定性优化设计。优化过程中采用所建立的五连杆 悬架数学模型，不仅保证了模型的精确性，同时避免在优化过程中反复调用 ADAMS多体动力学模型，进而提高优化的效率。优化后整车的操纵稳定性提高， 但与确定性优化设计相比，不确定性优化具有更好的鲁棒性。 关键词：五连杆悬架；运动学特性；空间姿态坐标变换；操纵稳定性；模糊灰色关联； 多目标优化 II 万方数据 硕士学位论文Abstract 硕士学位论文 Abstract The suspension is the general term ofthe connecting device between the vehicle’S flame and axle or wheels．In the process of the wheel up and down，the wheel alignment parameters and wheel track will be changed．The kinematic characteristics of suspension plays a vital role in full-vehicle handling stability and it also affects vehicle ride comfort performance，braking， tire wearing as well．Because of its good handling stability and ride comfort of comprehensive performance，five-link suspension get a wide range of applications in intermediate and senior vehicle．But five-link suspension bar system is complicated，the design of suspension KC characteristics is difficult．So it is very important to study the kinematics characteristics of the five-link suspension，analyze the vehicle handling stability，and optimize the suspension structure for improving the vehicle performance．Based on the structure and related data of the rear suspension of a passenger Car，this dissertation focuses on the analysis and optimization of five-link suspension kinematics cha