基于近似模型的车轮定位参数优化设计研究

为改善某车型前悬架优化设计中其运动学特性,解决前轮胎磨损较严重问题,提出一种基于近似模型应用改进响应面法对车轮定位参数进行优化设计。首先,应用ADAMS/Car软件建立了麦弗逊式前悬架仿真分析模型,并在ADAMS/Insight中对悬架部分设计硬点参数进行灵敏度分析。然后,针对灵敏度大的设计参数建立车轮定位参数在跳动过程中最大变化量的二阶响应面近似数学模型,并利用Matlab编程对拟合出的近似模型优化求解与可靠性分析。最后,将优化后车轮定位参数最优值代入悬架模型中,在ADAMS/Car中再次进行轮跳仿真试验,对比应用传统响应面优化方法优化悬架前后试验结果表明,该优化设计方法具有较好的优化效果。     

电动导览车前悬架灵敏度硬点优化设计

针对某电动导览车的前轮胎磨损明显的现象进行前轮定位参数的优化分析和悬架的改进工作。运用ADAMS/Car模块创建了该车转向系统与双横臂独立前悬架系统的动力学分析模型,对该模型仿真分析,可得在行驶过程中主销后倾角、主销内倾角、前轮前束角、外倾角等前轮定位参数随着车轮上下跳动过程中的变化。为了使优化过程更加高效,应用ADAMS/Insight找出对定位参数影响中灵敏度较大的硬点坐标,并针对该车的实际工况,对这些点坐标进行优化。将优化前后的定位参数变化曲线进行对比,分析优化的效果。运用优化结果,可以改善原车悬架与转向系统存在的问题。     

麦弗逊前悬架优化设计

运用ADAMS/Car建立了某轻量化电动汽车的麦弗逊前悬架运动学模型,进行了平行轮跳仿真试验,分析了其定位参数外倾角、前束角、主销内倾角、主销后倾角以及轮距的变化范围。对于仿真结果中出现的前束角以及外倾角变化范围过大的问题,采用ADAMS/Insight分析摆臂的前点、后点、外点以及减振器上顶点四个硬点坐标对外倾角和前束角的影响,根据设计需求来修改硬点坐标,并通过取折中值得到最优解。优化后,由车轮跳动所引起的前束角和外倾角的变化范围得到减小,且其他悬架参数变化均在允许范围内,所做的优化设计正确、有效,悬架的运动学性能得到明显改善和提升。     

麦弗逊前悬架硬点参数的灵敏度分析和优化

针对厂家反映的汽车前轮磨损严重的问题,以国产某轿车为例,应用ADAMS/Car建立该车的前悬架仿真模型,并以目标样车前轮前束角、前轮外倾角、轮距和轴距随轮跳的变化等K&C特性曲线的斜率为目标,在ADAMS/Insi曲t模块中对该前悬架硬点进行整体灵敏度分析.根据灵敏度分析结果,选择对前轮磨损程度影响较大的前束角、外倾角以及轮距和轴距4个参数为设计目标,选取较为灵敏的硬点进行优化.通过以最少的前悬架硬点参数的调整,达到使该车前悬架K&C特性曲线趋近于目标样车K强C特性曲线的目的.这样既解决了前轮磨损严重的问题,又提高了该车型的综合性能.     

四连杆式独立前悬架的优化设计

四连杆式悬架可以保证车辆良好的直线行驶性能,是目前最好的被动悬架形式之一。运用ADAMS/CAR软件建立了四连杆式独立前悬架的系统模型,并对各项车轮定位参数进行了仿真分析。运用ADAMS/INSIGHT软件对悬架的结构硬点进行了优化,将优化前后的车轮定位参数进行运动学对比分析,得到良好的悬架运动学特性。     

基于响应面法的爬壁机器人多目标优化设计

为满足爬壁机器人在工作过程中高强度、轻量化的设计要求,提出一种基于参数相关性筛选的多目标优化方法。将爬壁机器人底盘以及侧挡板的5个参数作为设计变量,经过参数相关性分析,筛选后得到对机器人结构性能影响灵敏度较高的3个设计变量,以质量最小、位移变形最小和应力最大为优化目标,经过多元回归分析和帕累托方差分析拟合得到二项式响应面模型,采用非支配排序遗传算法对爬壁机器人机身进行多目标优化。结果表明,经过参数相关性筛选后,计算量大大减少,机身质量减少1.7 kg,最大位移变形减小0.1 mm,最大等效应力减少1.36 MPa,模态固有频率增加,避免共振现象。     

基于RSM和NSGA-Ⅱ法的重载机械臂结构优化设计

文中针对桥隧复杂环境下多相受力机械臂的结构优化研究,建立了关于重载机械臂的臂架结构的有限元分析模型和结构力学模型。首先根据结构力学模型选取优化设计参数,并采用拉丁超立方抽样方法设计优化样本点,其次构建二级伸缩臂的响应面近似模型,最后建立以质量最轻为设计目标的优化模型,根据响应面复相关系数判断该响应面拟合准确度。在获得响应面模型后,运用多目标遗传算法寻求二节伸缩臂结构参数设计的Pareto前沿解并以此为基础选择优化方案。研究结果表明,伸缩臂的质量减少12.90%。相较于传统结构设计的经验化设计,既节约材料又能满足力学性能的要求,对同类结构的优化问题具有一定指导意义。     

基于Kriging近似模型的某轿车前悬架不确定性优化

针对前悬架确定性优化没有考虑参数不确定性时存在的问题,提出了一种考虑不确定性因素的前悬架不确定性优化方法。应用ADAMS/Car建立了某轿车麦弗逊式前悬架模型,在ADAMS/In-sight中进行了悬架设计硬点参数的灵敏度分析,针对灵敏度较大的设计硬点参数和所考虑的不确定性量,建立了车轮定位参数在车轮跳动过程中的Kriging近似模型,简化了优化过程。针对该近似模型进行了动力学分析,运用经过改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和隔代遗传算法(IP-GA)进行了多目标不确定性优化求解。优化结果表明,该不确定性优化方法具有较高的有效性和精确性。与确定性优化结果的对比表明,不确定性优化具有更好的鲁棒性。     

基于响应面法的麦弗逊悬架优化设计

用响应面法对麦弗逊悬架结构参数进行优化设计。基于多刚体动力学软件ADAMS构建麦弗逊悬架模型;在ADAMS/Insight模块中用析出法得到影响各定位参数的主要因子;接着,采用响应面法建模的中心组合设计法仿真得到响应面模型方程。并依据结果进行悬架系统的优化研究。     

基于MIGA的结构模型修正及其应用

为了寻找到优化域内的全局最优解,获得更准确的结构有限元模型,提出将多岛遗传算法(MIGA)应用到模型修正中,以响应面替代模型简化有限元计算分析,以有限元理论分析模态与结构实测模态残差为目标优化函数.在参数灵敏度分析的基础上,建立桥梁结构动力响应、单元弹性模量、密度以及截面面积的优化数学模型,采用MIGA作为优化策略,对桥梁结构进行了动力测试和模型修正.结果表明,模型修正效果良好,可真实反映结构的动力学特性,证明了该方法的有效性和可行性.     

电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化

根据整车设计参数及悬架设计理论,设计某款电动汽车的麦弗逊前悬架。基于UG/Motion利用UG的开放接口开发相应的软件系统,实现麦弗逊前悬架运动学仿真模型的参数化设计、前轮外倾角与前束角的匹配设计和前悬架系统的运动学仿真分析;通过与ADAMS的仿真结果相对比,验证系统的正确性;将遗传优化算法与多体运动学分析方法相结合,以前轮定位参数的变化量最小和车轮侧向滑移量最小为优化目标对麦弗逊前悬架的设计参数进行优化,通过对比初始设计与优化设计的仿真结果,验证优化方法的有效性。优化分析显示,麦弗逊前悬架摆臂前后点坐标的变化,对前轮定位参数及车轮接地点滑移量随车轮跳动量的变化曲线都有影响。     

基于ADAMS的双横臂前悬架的虚拟设计及优化

基于ADAMS软件对某双横臂前悬架进行了虚拟建模和运动学仿真分析,分析了前轮定位参数及车轮侧向滑移量随车轮上下跳动时的变化规律,评价了悬架数据的合理性;以车轮侧向滑移量和四个车轮定位参数为设计目标对悬架的结构关键点进行了优化分析,使该悬架的运动学特性更符合理想设计值,提高了产品的开发质量。     

月球车六轮摇臂转向架的优化设计

研究了月球车六轮摇臂转向架机构的优化设计问题.在分析了月球车移动机构行走及越障等任务要求的基础上,提出了摇臂转向架机构的性能评价指标,包括4个方面.针对性能评价指标,对月球车摇臂转向架机构进行了多目标优化设计.仿真实验表明采用优化设计得出的机构参数可以有效地提高月球车移动机构的行走及越障性能,为车体的机构系统设计提供理论依据.     

多目标优化方法在汽车前悬架设计中的应用

利用多体动力学理论,在已有某型轿车悬架参数的基础上,基于ADAMS平台建立该车双横臂前悬架模型并进行了运动学和弹性学的仿真计算,对仿真结果中敏感度较高的参数进行分析以确定优化目标.利用ADAMS/Insight对悬架的结构进行多目标优化设计,根据优化的结果修改悬架运动学仿真模型,比较优化前后悬架的整体性能.结果表明,此方法取得了良好的优化结果,较好地改善了悬架运动学性能.     

山地自行车后悬架机构优化设计方法

分析山地自行车后悬架主要类型,将其归纳为单铰结构、摇臂驱动四杆机构和连杆驱动四杆机构三类。在归纳现有山地自行车后悬架机构图谱的基础上,建立减振器所受轴向力与后轮轴所受垂直力之比与后轮轴角位移的映射关系,探讨这种关系对骑行振动舒适性及操控性的影响。以典型样车为例,比较不同形式后悬架机构力比映射特性的差异,得到四杆机构后悬架刚度小于单铰结构后悬架刚度的结论。在此基础上,通过分析找出影响后悬架系统性能的设计参数为：连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,并以这些参数为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,以设定的力比曲线为优化目标,通过典型实例优化后悬架系统的设计参数,给出一种后悬架机构尺度综合方法。     

麦弗逊悬架螺旋运动分析及其优化设计

用更接近悬架实际运动状态的刚体螺旋运动理论建立了麦弗逊(MacPherson)悬架和配用转向机构的运动学模型,提出了考虑转向轮初始状态的车轮外倾角和前束角的计算方法,讨论了车轮前束角和转向角的区别,推导了转向过程中转向悬架中两个压力角的计算公式.以最小转向误差为目标,并限制车轮跳动时四定位参数的变化范围、转向过程中压力...     

基于遗传算法的汽车主动悬架控制器优化设计

针对LQR方法设计主动悬架控制器存在的不足,研究遗传算法与LQR方法结合优化汽车主动悬架控制器的设计。建立汽车半车模型的动力学方程,应用随机线性最优控制理论设计车辆主动悬架LQR控制器,并在Matlab/Simulink环境中实现该控制器的数值仿真,根据仿真结果运用遗传算法对控制器性能参数进行优化。对优化控制器的仿真结果进行时域和频域分析,结果表明:遗传算法与LQR方法相结合,能较快收敛到最优解;优化的主动悬架控制器可以较好地改善车辆舒适性。     

汽车半主动悬架系统的动态优化方法研究

建立了具有４自由度的半汽车模型,研究了汽车悬架系统半主动控制的动态优化方法。利用基于线性二次控制理论和考虑前后轮的路面扰动输入的时间延迟性对其进行仿真,结果表明,此优化方法能较大地改善悬架系统的动态性能。     

Optimal Design and Dynamic Simulation of Mountain Bike with Rear Suspension

This paper investigates the dynamic design methodology of mountain bikes with rear suspension. Firstly, a multi-rigid body dynamic model of rider and mountain bike coupled system is constructed. The rider model includes 19 skeletons, 18 joints and 118 main muscles. Secondly, to validate the feasibility of the model, an experiment test is designed to reflect the real cycling status. Finally,aiming at enhancing the performance of the rider vibration comfort, the scale parameters of rear suspension are optimized with computer simulation and uniform design. The mathematical model in the vibration performance and the design variables is constructed with regression analysis. The result shows that when the length of side link is 90 mm, the length of connected rod is 336.115 1 mm and the included angle between absorber and side link is 60°, the mountain bike has better vibration comfort. This study and relevant conclusions are of practical importance to the design of the mountain bike's rear suspension system.