計及車體柔性的懸架系統(tǒng)動力學分析與優(yōu)化設計.pdf

1、隨著社會和科學的不斷發(fā)展，人們對汽車的要求越來越高。在道路不斷改善、車速不斷提高的情況下，汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性之間的矛盾便成了突出的問題。在車輛工程中，車輛行駛平順性及操縱穩(wěn)定性日益被人們所重視。懸架是現(xiàn)代汽車的重要總成之一，它是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)(車架或承載式車身)之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關裝置的總稱。懸架系統(tǒng)對于提高車輛行駛平順性以及操縱穩(wěn)定性，減少因振動引起

2、的零部件損壞起著關鍵作用。懸架系統(tǒng)應該具有隔離高頻振動，保證汽車具有良好的行駛平順性的功能；同時對于低頻振動不起明顯的衰減作用，以使汽車具有良好的操縱性。 懸架系統(tǒng)分為傳統(tǒng)的被動懸架系統(tǒng)、半主動懸架系統(tǒng)以及主動懸架系統(tǒng)。目前，汽車上普遍采用的是由彈性元件和減振器組成的被動懸架。本文建立了1/2剛柔耦合車架懸架系統(tǒng)在隨機路面激勵下的數(shù)學模型，將車輛系統(tǒng)分成座椅子系統(tǒng)、簧載質(zhì)量子系統(tǒng)、懸架隔振器子系統(tǒng)、非簧載質(zhì)量子系統(tǒng)等四個子系統(tǒng)，

3、采用子結構導納方法，在同時考慮車架剛體模態(tài)和柔性模態(tài)情況下推導系統(tǒng)頻響函數(shù)，并且獲得路面不平度雙激勵下的功率譜矩陣，運用功率譜密度法求得頻域上的座椅、車架的垂直加速度頻響特性以及車輪壓輪力的頻響特性，運用MATLAB語言對1/2剛柔耦合車架懸架系統(tǒng)在隨機路面激勵下進行了編程計算。最后與只考慮剛體模態(tài)時的樣車進行了比較。通過對車輛系統(tǒng)在路面隨機激勵下座椅處響應曲線和壓輪力響應曲線的分析，得出結論：隨車速的增大，座椅處振動加劇，車輛對道路的

4、破壞也增大，為同時提高車輛行駛平順性應改善路面狀況，應降低路面不平度。 在前面研究的基礎上，為使車輛具有較高的平順性，本文以樣車座椅前三階加速度自譜密度峰值為優(yōu)化目標函數(shù)，以車輛三方面的性能為約束條件對懸架參數(shù)進行了優(yōu)化，應用了相應的優(yōu)化計算程序，最后用隨機方向探索法對樣車的懸架參數(shù)進行了尋優(yōu)計算并獲得了優(yōu)化結果，計算結果表明優(yōu)化結果能較好的改善樣車的行駛平順性。本文研究結果可以為汽車乘坐動力學系統(tǒng)自主設計提供依據(jù)，也可為可控懸