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。     

基于整车平顺性的重载油气弹簧优化设计

从矿用车平顺性角度研究油气弹簧结构的设计和优化。建立参数化油气弹簧的非线性数学模型,将其引入至整车多体动力学模型,并分析该车在随机路面上的平顺性。根据平顺性的要求与该车簧载质量大的特点,选择簧载质量质心垂直振动加速度作为目标函数。针对该非线性整车悬架优化问题,采用移动最小二乘法构造近似模型,结合遗传算法优化油气弹簧参数,提高整车平顺性。并用相同的方法优化简化半车振动模型,且将半车模型优化参数代入至整车模型进行对比分析。结果表明基于整车模型的悬架优化能获得更低的垂向加速度。     

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。     

基于刚柔耦合模型的电动轮自卸车平顺性分析与优化

为了分析和优化自卸车的平顺性,在国内某矿山上对某国产大型电动轮自卸车进行了平顺性试验,得到了其甲板、座椅等位置的振动加速度并进行了分析,结果表明,其行驶平顺性较差,应当对其进行优化。为了提高平顺性分析动力学模型的精确性,建立了包含柔性化车架的整车刚柔耦合多体动力学模型,并通过试验数据对模型进行了验证,结果表明,所建立的模型精度比纯刚体动力学模型提高了11.5%。针对非线性油气悬架的特点,以油气悬架结构参数为设计变量,以平顺性综合评价值为目标函数,建立了平顺性优化近似模型,采用Pointer算法对其平顺性进行了优化,结果表明,优化后自卸车的平顺性提高了27%。     

重型牵引车驾驶室悬置与悬架参数的集成优化设计

针对汽车多变量集成优化平顺性和操纵稳定性的问题,以某重型车为研究对象,建立了带有驾驶室悬置和空气悬架的整车模型。以驾驶室悬置参数和悬架参数为变量,建立了多目标协同优化模型。利用理想参数修改法确定了6个最佳优化参数,运用响应面方法拟合出4个回归模型,并进行加权,得到优化目标的最优解和权重因子大小。与仅选择悬架参数进行优化设计的结果对比,集成优化后的驾驶室悬置与悬架参数更理想,平顺性和操纵稳定性改善较明显。     

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。     

正交试验法在悬架系统优化设计中的应用

独立式油气悬架在工程车辆上的使用,不仅为整车总体布置提供方便,也为车辆行驶平顺性和操纵稳定性的提升提供可能。根据油气悬架的特性和整车悬架的结构特点,建立油气悬架车辆半车动力学数学模型,在分析建模的基础上,应用考虑交互作用的正交试验法和极差分析法,以稳态转向不足转向度和质心垂向加速度均方根作为试验目标,研究前后油气悬挂缸缸径、阻尼孔径以及悬架充气量对对整车综合性能影响程度。结果表明,前后悬挂缸充气量的交互作用对整车操纵稳定性和行驶平顺性都有较大程度的影响;经过对前后悬架结构参数优化设计后,使得整车综合性能有所提高,尤其是车辆的行驶平顺性改善较为明显。     

汽车悬架系统平顺性分析与优化设计

悬架系统主要参数设计对汽车平顺性和操纵稳定性具有重要影响,通过调整汽车悬架系统的参数,能改善汽车平顺性。本文主要针对汽车悬架系统开发设计中悬架弹性和阻尼参数的选取估算精度低、不能同时获得平顺性评价的问题,以整车平顺性为优化目标,以优化设计理论为工具,提出悬架系统多目标优化设计策略。     

7桥混连油气悬架车辆建模及多目标优化

为获得某7桥登高车油气悬架的最优性能,设计了同侧并连+对侧交连的油气悬架混合耦连方案,并建立了整车20自由度非线性动力学模型,联合仿真分析车辆的平顺性和稳定性。通过层次分析法和极差变换标准化处理,建立包含车辆平顺性和稳定性两评价指标的优化函数,首次采用改进蚁群算法进行油气悬架系统参数优化运算,并与遗传算法参数优化结果对比。仿真对比结果显示,改进蚁群算法优化结果能够更好地抑制车身垂向-侧向耦合振动,对车辆平顺性和稳定性的改善效果较遗传算法提高了约10%。平顺性试验结果表明：加权加速度均方根较优化前大幅降低,证明了改进蚁群算法对于油气悬架参数优化问题的可行性和有效性;试验值与仿真值最大误差仅12.35%,验证了理论模型的正确性。     

后悬架结构对铰接式自卸车平顺性影响分析

悬架结构对车辆平顺性具有重要影响,对电传动铰接式自卸车独立式摆臂平衡梁式和油气平衡后悬架结构对整车平顺性影响进行对比分析,通过平顺性评价指标对两种模型进行评价。针对油气弹簧非线性特性,运用泰勒展开将油气弹簧非线性弹性力展开成5次多项式形式。根据两种形式悬架结构特点,通过拉格朗日方程分别建立10自由度油气平衡悬架整车平顺性动力学模型和8自由度摆臂平衡梁结构整车平顺性动力学模型。采用正弦波叠加法模拟随机路面,时域内对两种动力学模型进行求解,通过平顺性评价指标对两种整车模型进行评价。分析在ISO C级路面、车速30km/h分别空载和满载两种典型工况进行两种悬架结构整车性能分析。结果可知:两种悬架结构整车满载工况平顺性要优于空载;两种模型平顺性在满足8小时"疲劳—降低工效"时间要求上,需要进一步对其结构进行改善和优化;相比而言油气平衡悬架模型平顺性优于摆臂平衡梁。