基于Kriging模型的某轻型货车悬架系统多目标优化

针对底盘调校过程中操纵稳定性和行驶平顺性两个目标相互矛盾的问题,对某轻型货车悬架刚度阻尼进行优化匹配。在多体动力学软件ADAMS中建立整车的动力学模型,并通过操稳性道路试验验证模型的准确性。选取前后悬架的刚度、减震器阻尼曲线系数及后稳定杆的扭转刚度为优化变量,以汽车的操纵稳定性和行驶平顺性为优化目标,采用拉丁超立方试验设计拟合Kriging代理模型,利用遗传算法NSGA-Ⅱ对悬架系统进行多目标优化得到Pareto最优解集,并选取一个最优解进行ADAMS仿真验证。结果表明,汽车的行驶平顺性和操纵稳定性都得到了改善。     

基于车辆操纵稳定性及平顺性的底盘多目标优化

利用多体动力学软件ADAMS/CAR建立某轿车整车多体动力学模型。以悬架弹簧刚度和减振器阻尼系数作为设计变量,采用多目标遗传算法对车辆操纵稳定性及平顺性进行多目标优化。从优化得到的一组Pareto解集中获取最优解,结果表明该方法能有效优化汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。     

主动悬架和电动助力转向系统机械与控制参数集成优化

在建立汽车悬架和转向动力学模型的基础上,设计主动悬架和电动助力转向的集成控制系统。针对传统先设计结构参数后设计控制器易造成系统失去全局最优性能的特点,提出一种基于模拟退火的结构和控制器集成优化设计方法,将主动悬架和电动助力转向系统的主要机械结构参数和控制器的部分参数作为设计变量,以汽车的综合动力学指标为目标函数,进行同时优化。仿真计算和试验结果表明此方法与传统设计方法相比,对提高汽车操纵稳定性、行驶平顺性、操纵轻便性和安全性等综合性能具有较好的效果。     

基于熵权TOPSIS方法的整车动力学性能多目标优化

为提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性等整车动力学性能优化匹配效率,提出基于TOPSIS(Technique for ordering preferences by similarity to ideal solution,TOPSIS)方法的设计变量筛选策略。首先建立考虑下控制臂和扭转梁柔性的整车刚柔耦合虚拟样机模型,并通过下控制臂和扭转梁自由模态试验以及整车行驶平顺性和操纵稳定性实车道路试验验证所建整车刚柔耦合模型的正确性。采用试验设计方法研究下控制臂和扭转梁各结构参数分别对前后悬架性能的影响程度,提出基于熵权法和TOPSIS方法的结构综合贡献系数计算方法,以此为评价指标筛选出对悬架性能影响较大的结构参数作为整车性能匹配优化的设计变量,结合Kriging近似模型和NSGA-II算法(Elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)对整车行驶平顺性和操纵稳定性进行多目标优化设计,获取Pareto最优解集,并确定出前后悬架系统的优化方案。研究结果表明,与优化前相比较,悬架系统优化后的整车行驶平顺性和操纵稳定性均有所提高,能够实现汽车性能的整体改善。     

基于响应面法车辆平顺性和操纵稳定性分析

平顺性和操纵稳定性是车辆非常重要的性能指标,悬架系统对这两种性能有着决定性影响。由于平顺性和操纵稳定性对悬架系统的要求是相互矛盾的,单纯对某一项性能进行优化往往会导致另一项性能的降低,因此应对两项性能进行多目标优化。应用响应面法采用拉丁超立方体试验抽样设计,建立车辆ADAMS/AMESim/Simulink联合仿真的响应面近似模型,对模型精度进行检验。以蓄能器预充气压力、蓄能器体积、阻尼孔直径和单向阀流量压降梯度为设计变量,应用基于精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对近似模型进行整车平顺性和操纵稳定性的多目标优化。分析结果表明:优化后的整车平顺性和操纵稳定性的性能均得到改善,为车辆优化设计提供了一种方便、有效的途径。     

基于遗传算法的厢式货车平顺性优化

在RecurDyn中建立某厢式货车的整车多体动力学模型。基于离散梁法,建立整车模型中的钢板弹簧动力学模型,在板簧模型中,采用用户自定义子程序的方法为弹簧片间定义的三向力,可有效模拟簧片间的接触力和摩擦力,应用基于元模型的优化方法,对钢板弹簧模型的参数进行辨识;基于AR模型开发的路面不平度重构程序,可生成能够被RecurDyn调用的路面文件;进行该厢式货车整车平顺性试验,仿真和实车试验结果验证了所建整车模型的正确性;采用试验设计方法分析了悬架参数及驾驶室悬置参数对平顺性的影响,为平顺性优化时变量范围的选取提供了依据;提出一种采用批处理方式,通过ProcessNet集成AForge.Genetic组件实现遗传算法进行整车平顺性优化的方法,优化后驾驶员脚部地板处总加权加速度均方根值下降了9.35%,提高了厢式货车的平顺性能。     

重型商用车驾驶室悬置系统的参数优化

以某重型商用车驾驶室空气悬置系统的实车参数为基本数据,利用ADAMS软件建立了多体动力学模型,通过与道路试验对比验证了模型的准确性。采用客观评价方法,对驾驶室悬置系统进行了舒适度评价。采用正交试验方法,以驾驶室质心处的垂向加速度功率谱密度曲线峰值最小为优化目标,以驾驶室悬置元件刚度、阻尼为变量,对驾驶室悬置系统进行了优化。从优化前后的对比中可以看出,采用优化后的驾驶室空气悬置参数可使驾驶室的乘坐舒适性有一定程度的提高。     

汽车底盘控制子系统集成优化研究

为了改善汽车底盘控制子系统间的运动耦合的影响,文中在建立了汽车悬架与转向整车系统动力学模型的基础上,设计了扩展的LQG控制器,对电动助力转向和主动悬架系统进行集成控制。针对传统机械结构与控制参数采用串行设计方法易造成系统失去全局最优性能的特点,文中以集成系统机械与控制参数为优化变量,以反映汽车动力学综合性能为目标函数,基于遗传算法编制了集成优化程序,对集成控制系统进行了并行集成优化。优化前后的仿真结果表明,汽车底盘集成系统的机械结构参数和控制器参数得到进一步优化,车辆的转向轻便性、操纵稳定性、平顺性等综合性能也得到提高和改善。进行的实车试验结果也表明:系统经过集成优化后转向盘力矩均方根值下降了43.10%,提高了汽车转向轻便性,车身侧向加速度、横摆角速度均方根值分别下降了28.16%和19.52%,,改善了汽车的操纵稳定性。     

基于动力学仿真及非线性阻尼优化的商用车驾驶室悬置系统改进

为了解决某商用车行驶过程中出现的驾驶室异常抖动现象,对车辆进行了道路振动试验,测得车辆各位置振动信号,通过对信号的分析得出车辆驾驶室悬置系统减振效果较差、车辆平顺性能不理想的结论;再通过建立ADAMS动力学振动仿真模型对驾驶室悬置系统进行了振动仿真及参数优化。优化过程中针对悬置系统阻尼器的非线性阻尼参数,提出了用力模块取代弹簧阻尼器模块,由非线性阻尼力拟合得到数学模型表达式,将对阻尼参数的优化转化为对力模块公式中变量优化的新优化方法。通过优化解决了车辆驾驶室异常抖动的问题,改善了车辆的平顺性。最后通过再次进行道路试验,验证了优化结果的准确性和可行性。     

基于多软件协同的商用车驾驶室橡胶悬置优化设计

以国产某长头商用车为研究对象,为有效提升其平顺性,对驾驶室橡胶悬置进行优化设计。应用Adams软件建立整车刚柔耦合多体动力学模型,并基于批处理命令将之同多学科优化软件Isight以及数值计算软件Matlab进行集成。建立以驾驶室座椅导轨x向与z向振动加速度频率加权均方根值之和为目标函数,橡胶悬置x向与z向刚度系数为优化变量的数学模型;应用改进遗传算法实现目标函数优化,针对优化前后橡胶悬置开展平顺性仿真对比与测试验证。结果表明:优化前后整车平顺性仿真结果同试验验证基本一致性;目标商用车于水泥高速路下座椅导轨x向与z向振动加速度频率加权均方根值分别平均降低19.9%与18.1%。本文提出的多软件优化方法可行,具有较高工程应用价值。     

基于CATIA/ADAMS的麦弗逊悬架运动分析

悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的传力连接装置,汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。主要分析了麦弗逊悬架的结构特点,并通过CATIA软件建立麦弗逊悬架的三维立体简化模型,并运用ADAMS软件对其进行仿真分析,了解悬架的运动状态和过程,并得出相关结论,确定车轮定位参数的选择范围,以及悬架的优化设计方法。     

某驾驶室悬置的模态分析

以某驾驶室悬置为研究对象,基于三维软件UG建立几何模型,以Hypermesh软件建立有限元分析模型,并应用ANSYS软件进行模态分析,求出了某驾驶室悬置前六阶固有频率及相应振型,对各阶频率进行了分析,可为该车型驾驶室悬置系统的结构优化设计提供理论参考。     

油气悬架在全液压底盘上的应用与建模

为克服传统的弹簧悬架系统线性特性的缺点,在全液压底盘上采用先进的油气悬架技术。油气悬架系统具有非线性的变刚度特性和变阻尼特性,有助于提高车辆的平顺性和稳定性。根据车辆工作要求,对悬架系统进行部分参数计算,为油气悬架的设计提供理论依据。根据双缸耦连物理模型,建立刚度特性和阻尼特性的非线性数学模型,为油气悬架的参数选择和优化奠定基础。合理地选择油气悬架系统的工作参数,将会进一步提高车辆的平顺性和稳定性。     

基于AMESim的汽车悬架系统仿真技术的应用研究

分析了AMESim仿真平台的主要特点和功能,并利用AMESim对四分之一汽车悬架系统进行建模、仿真,获得车身垂直方向位移、速度、加速度、轮胎压缩量的时域特性,并对仿真结果进行了分析。在分析仿真结果的基础上,提出了AMESim的批处理方式优化系统参数的方法,并进一步首次提出"批处理+后处理+交叉变量"综合优化方法,此方法能使得对悬架系统和车辆操纵性、稳定性关系的优化分析更加高效、准确。仿真结果为汽车悬架系统优化设计及分析提供了有价值的参考。     

装有液压互联悬架的某型SUV车辆动力学分析及路试验证

提出一种新型油气互联悬架,用于替代传统车辆所使用的稳定杆,在基本不影响车辆其他性能的前提下有助于提高抗侧翻性能。为研究该悬架对某型SUV车辆操纵稳定性的影响,搭建了基于CarSim/Simulink/AMESim的联合仿真平台,建立了液压互联悬架的整车机液耦合的多体动力学模型。仿真结果表明,装有液压互联悬架的整车在操纵稳定性评价中得分较高。为了验证该仿真平台的正确性和进一步研究该油气互联悬架对车辆性能的影响,基于某型SUV车辆开发了整套油气互联悬架样车,并进行了路试。实验结果与仿真结果吻合较好,从而验证了仿真平台的正确性,为后续该类悬架的设计和优化提供一种新的计算机仿真方法。实验和仿真结果表明,在不影响车辆舒适性的前提下,液压互联悬架能提供较大的侧倾刚度,增强高速转弯时车辆的安全性,提高车辆的操纵稳定性。     

汽车双横臂独立悬架的建模与仿真

汽车转向和悬架系统是现代汽车的重要部件,对整车行驶动力学(如操纵稳定性、行驶平顺性等)有举足轻重的影响。利用ADAMS/view对双横臂式独立悬架进行建模仿真,研究分析汽车运动中悬架随车轮跳动时定位参教的变化规律,进而对其参数的变化进行动力学分析总结悬架对汽车转向的影响。     

扭转梁式悬架弹性运动学特性分析与结构优化

以某乘用车厂开发的轻型轿车为研究对象,基于UG,Hypermesh、Adams/car、patran建立样车的扭转梁式悬架刚柔耦合仿真模型,分析悬架弹性运动学特性及其对操稳性的影响,并将其与对标车进行悬架弹性运动性能对比,分析研发车型悬架性能的合理性.采用Adams/Insight建立参数优化模型,并进行结构参数优化设...     

基于组合优化策略的动车组悬挂参数优化设计

为快速获得改善车辆横向平稳性的最优悬挂参数,提出基于自适应模拟退火算法和非线性序列二次规划算法的组合优化策略对动车组悬挂参数进行优化设计。建立动车组动力学模型,利用最优拉丁超立方抽样方法选取对横向平稳性影响较大的悬挂参数作为设计变量;以横向平稳性为目标函数构建Kriging代理模型,并利用可决系数检验代理模型精度;采用自适应模拟退火算法对代理模型进行全局范围内初步寻优,在初步最优解的基础上采用非线性序列二次规划算法进行局部空间精确求解。研究结果表明,基于Kriging代理模型和组合优化策略的优化效率明显提高,车辆横向平稳性得到显著改善,并且优化前后运行稳定性均满足要求。     

基于Recurdyn的某无人平台悬架系统优化设计

应用多体动力学仿真软件Recurdyn研究悬架系统对无人平台的操纵稳定性的影响,选取某种6X6轮式无人平台双横臂独立悬架为研究对象,使用Recurdyn进行参数建模,再对悬架进行运动学仿真分析,选取筛选后的参数点作为优化变量,使用Recurdyn/AutoDesign模块,对定位参数进行优化设计,根据仿真结果对悬架结构进行优化,使前束角与侧倾角的振动幅度减小30%左右,以便拥有更好的运动性能,最终达到改善其操纵稳定性的目的。利用现有理论与仿真平台克服了传统悬架优化设计难,效率低等问题,减少大量的设计成本,经过适当改进可适用于其他类型悬架优化。