中级轿车前双横臂独立悬架仿真与优化文献综述
2020-04-24 09:57:14
一、 课题目的及意义与国内外的研究现状分析
1、课题目的及意义
自德国人卡尔·本茨成功研制第一辆汽车以来,汽车工业的发展经历了一百多年的过程。当今社会,汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的一种交通运输工具。而且汽车工业的规模和其产品的质量也已经成为为衡量一个国家技术水平的重要标志之一。随着人们对汽车产品性能要求的日益提高,汽车工业的发展水平已经成为衡量一个国家工业水平的重要砝码。乘客在汽车中的乘坐舒适性逐渐成为现代人们买车时重要的参考性能指标。而汽车的平顺性对此指标起到至关重要的作用,主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对成员舒适性的影响在一定界限之内。如果车辆行驶平顺性较差,对乘员、货物及车辆自身都有很影响,乘员容易疲劳甚至产生较强的不适反应,货物会产生溃损,整车零部件会过早磨损和疲劳损坏。此外,车辆振动产生的振动噪声会传递至乘员舱,降低人的主观舒适性;汽车行驶平顺性同时影响着诸于操纵稳定性、制动性及动力性等其它性能的发挥,平顺性的优劣直接关系到车辆在汽车市场上的竞争能力,因此,改善汽车行驶平顺性意义重大。
悬架是车轴(或车轮)与车架(或车身)之间传递一切力和力矩的载体,它将二者弹性连接起来,从而起到削减路面传递给车架(或车身)的冲击载荷,并使由此冲击载荷引起的簧载质量的振动效应得以减弱,最终使汽车平顺性行驶,保证乘员的乘坐舒适性。悬架重要性可见一斑,因此,悬架参数(悬架弹簧刚度和减震器阻尼)的优化是改善平顺性最重要和最直接的方式。
试验法和仿真法是目前研究汽车平顺性最主要的方法。试验法需经反复样车试制与试验,开发周期长,不仅耗时耗力,而且有的试验因具有一定危险性而难以进行;相比于试验法,仿真法则主要依托电脑平台,利用多体动力学软件建立比较精确的整车多体动力学模型,借助电脑强大计算能力进行反复试验与优化,高效安全,广受青睐。国内很多科研机构及院校都先后利用多体动力学仿真软件(比较著名的如美国的ADAMS)建立了悬架模型及整车模型,并进行了仿真分析,实践证明,仿真法能准确模拟出汽车的各种真实试验。
2、国内外研究现状
2.1国内研究现状
汽车是一个包含惯性、弹性、阻尼等动力学特征的复杂非线性系统,其特点是运动零件多、受力复杂。由于组成汽车各机械系统(如转向、悬架、传动机构)之间的藕合作用,使汽车的动态特性非常复杂。车辆的运动工况也是多种多样的,在实际行驶过程中,会有各种各样的外在激励及内在控制,不同的工况下车辆各个零件的空间位置及受力情况均有变化,这些都给运动学与动力学的分析带来很大的难度。国内的设计工作人员对独立悬架进行了诸多仿真研究,通过对阻尼、刚度的调节以及硬点优化实现平顺性和操纵稳定性的提升。
例如陈黎卿等人,通过对双横臂独立悬架进行仿真分析,在此基础上设计了ADAMS软件和C语言的接口文件,实现了基于遗传算法和ADAMS的双横臂独立悬架的优化设计,改善了原车的悬架性能。
潘筱等人,通过应用ADAMS软件建立的C型车的前后悬架模型及轮胎及路面模型,在此基础上建立了C型车的整车开环模型,所建立的子系统模型和实际较吻合。