遗传算法优化的非线性悬架系统仿真研究

以四分之一汽车模型为研究对象,通过线性减振弹簧构建非线性Duffing振子,提出一种切实可行的非线性悬架系统构建方法。利用增维精细积分法求解非线性悬架系统动力学模型;以车身总加权加速度均方根值最小为优化目标,汽车偏频取值为约束条件,建立非线性悬架系统的优化模型,引入遗传算法,确定非线性悬架最优的弹簧刚度和阻尼系数;进行SIMULINK仿真,对比非线性悬架系统相与传统线性悬架系统的减振效果,进一步证明了所构建的非线性悬架系统的可行性和优越性,为非线性悬架方面的研究提供了一种新方法。     

混合空气悬架多工况阻尼自匹配协调控制

为了改善不同行驶工况下车辆悬架系统的动态性能,提出了一种基于空气弹簧和直线电机作动器的混合空气悬架结构。在分析混合空气悬架结构与原理的基础上,建立了1/4车辆动力学模型、空气弹簧刚度模型以及直线电机作动器阻尼力模型;设计了混合空气悬架的多模式阻尼自匹配协调控制策略,并分析了不同工况下的空气弹簧模式和直线电机阻尼自匹配方法;在不同工况下对悬架的各项动态性能进行了仿真,并开展了台架试验。仿真结果表明,混合空气悬架多模式阻尼自匹配协调控制策略能够适应不同工况条件,改善了悬架各项动态性能。试验结果表明,与被动悬架相比,混合空气悬架多模式阻尼自匹配协调控制下悬架的簧载质量加速度降低了28.08%。     

多轴工程车辆油气悬架系统参数仿真

建立了多轴越野车辆的平面力学模型,对其参数进行了计算机仿真,仿真参数包括悬架弹簧变刚度和变阻尼,分析涉及的车辆模型有弹簧悬置的车体和4个车桥,研究了车辆系统的6个自由度的运动方程及动态特性,分析了车辆在粗糙路面上的油气弹簧刚度和阻尼特性的非线性变化规律,获得了多轴车辆的悬架系统在路面激励下的响应特性,提出提高车辆平顺性的途径．     

重型车辆空气悬架参数匹配与性能分析

根据车辆动力学模型简化原则,确定某重型货车前后悬架空气弹簧刚度及减振器参数,并建立相应三维模型。根据三维模型参数,在AMESim中建立二分之一车辆模型,并利用滤波白噪声法建立了C级路面激励。通过计算,对前后悬架不同阻尼值下的悬架参数进行匹配研究,分析了空气悬架阻尼值的改变及匹配对车辆行驶平顺性、操纵稳定性以及道路友好性的影响。     

基于神经网络的车辆空气悬架系统阻尼优化

在研究膜式空气弹簧结构参数和受力状况关系的基础上,建立了空气悬架车辆的柔性双质量振动模型,并对模型进行了仿真计算和分析.采用径向基函数神经网络,对空气悬架系统阻尼进行了不同负载工况下的多级优化.结果表明,空气悬架系统阻尼最优值随着载荷的减少而降低,优化阻尼后的车辆,在保证悬架行程的情况下,同时提高了平顺性和轮胎接地性能.     

空气弹簧悬架的鲁棒控制仿真研究

分析基于空气弹簧的空气悬架系统,建立了车辆二自由度动力学模型,用Matlab计算出车身垂直振动加速度均方根值。构建了以加速度均方根值为目标函数的刚度阻尼匹配模型,对空气悬架的阻尼进行了优化匹配。仿真结果表明,车辆的行驶平顺性可明显改善。     

"惯容-弹簧-阻尼"半主动悬架鲁棒控制研究

为有效协调车辆乘坐舒适性与行驶安全性,引入"惯容-弹簧-阻尼"(Inerter-Spring-Damper, ISD)结构,并与"弹簧-可调阻尼"构成两级串联式新型半主动悬架结构。为验证该结构的合理性,首先在AMESim中构建了ISD半主动悬架模型,并采用MATLAB/Simulink建立了路面模型和鲁棒控制器模型,然后对ISD鲁棒控制半主动悬架进行了联合仿真分析。结果表明,与ISD悬架相比,ISD鲁棒控制半主动悬架明显衰减了车身垂直振动,抑制了车轮共振,提高了轮胎接地性能,协调了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性之间的矛盾。     

基于虚拟样机技术的摩托车平顺性仿真分析和悬架优化设计

基于虚拟样机技术,建立摩托车多体动力学模型,以B级路面谱为振动激励对某款摩托车进行随机振动分析.综合研究摩托车悬架弹簧刚度和阻尼、后悬架弹簧与摆臂连接位置对舒适性的影响.基于虚拟样机技术的产品设计,大大提高了产品设计效率,缩短了产品设计周期.     

基于惯容的车辆悬挂系统动态分析与参数优化

为了提升车辆悬挂系统的动力学性能,在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容,建立了惯容-弹簧-阻尼三元件并联的悬挂系统,在多组悬架参数下进行数值仿真,分析在新悬挂方式下悬架参数对悬架垂向振动响应的影响,采用多目标遗传算法进行参数优化,针对车身垂向加速度与悬架动行程,对悬架参数进行2组多目标优化,得出惯容、弹簧和阻尼最优参数匹配。仿真结果证明：在传统弹簧-阻尼悬挂模式基础上添加惯容可以有效改善车辆垂向振动系统的减振性能,减小主频。经过2组优化后,与传统弹簧-阻尼悬挂模式相比,车身垂向加速度均方根值分别减小了63.15%、62.22%;悬架动行程均方根值均减小了25.00%;轮胎动载荷均方根值分别减小了73.23%、72.65%。     

天棚控制的共享气室悬架系统平顺性研究

采用拟合建模的方法建立共享气室空气弹簧系统刚度模型.结合力学及天棚阻尼控制理论建立半主动悬架系统Matlab平顺性模型,并将共享气室空气弹簧模型与悬架系统模型结合,搭建共享气室空气悬架试验台架;研究不同频率下共享气室空气弹簧系统参数对半主动悬架系统平顺性的具体影响.结果 表明空气弹簧参数变化对车身加速度以及轮胎动载荷的影响较为明显,而对悬架动挠度的影响较小.同时发现各参数在低频率范围对半主动悬架平顺性的影响较高频范围更加显著.     

铰接车橡胶弹簧悬挂系统非线性特性建模分析

橡胶弹簧悬挂系统结构简单减振性能良好,在非公路车辆、大型载重车辆和工程车辆中有广阔的应用前景。对铰接式自卸车悬挂系统进行了研究,对前悬沙漏式橡胶弹簧、后悬的复合橡胶弹簧等进行静、动态实验及分析,在试验的基础上,基于有限元方法对橡胶弹簧的非线性刚度特性进行理论建模与分析,并分析橡胶弹簧结构参数对其刚度特性的影响。对其非线性刚度进行分析,对比分析表明模型仿真与试验分析结果曲线具有一致性,表明所用理论方法和所建模型的准确性;采用非线性有限元接触模型对橡胶弹簧特性进行分析,可有效提高分析的时效性;橡胶弹簧的静态特性试验研究表明,结构的刚度与系统的载荷呈现正相关特征;橡胶弹簧的动态特性试验研究表明,其动刚度和阻尼损耗因子与振动频率和振幅有很大的关系;试验结果和分析模型可作为设计选用橡胶弹簧的依据。     

High-precision modeling and simulation of the taper leaf spring of tandem suspension of commercial vehicles

The taper leaf spring of tandem suspension of commercial vehicle is different from the traditional taper leaf spring. Thus, the professional software MSC.ADAMS/CHASSIS leaf spring, which is specially applied in traditional leaf spring, does not reliably develop the computational model of the taper leaf spring of tandem suspension. The multi-body dynamic model of the taper leaf spring of tandem suspension, which is developed in this paper, is a secondary development model that is based on the leaf spring model built by MSC.ADAMS/CHASSIS leaf spring. End contact and friction in the modified model are redefined to exhibit the hysteretic characteristics of the taper leaf spring of tandem suspension. The test of the taper leaf spring of tandem suspension is conducted to validate the reliability of the modified model. The tests in this paper are divided into two groups. The first group started at an unloaded state at an excitation frequency of 1/30 Hz and amplitude of 70 mm to acquire quasi-static behavior. The second group is conducted at various frequencies (2, 3 and 4 Hz) and various amplitudes (±1, ±3 and ±10 mm) in a loaded state to acquire dynamic behavior. A formula to calculate dynamic spring rate for leaf spring is proposed, and details about the formula are presented. The simulations are conducted under the same conditions as the test. The hysteretic characteristics and the relative error of dynamic spring rate from the test are compared with the ones from the simulations for the validation of the reliability of the modified model.     

非线性汽车悬架系统建模与仿真研究

详细研究了传统非线性弹簧悬架、半主动悬架和非线性悬架的动态特性。在建立其动力学模型的基础上,利用MATLAB软件的SIMULINK工具箱对其进行仿真,给出了仿真模型。其中对于非线性弹簧悬架采用摄动法进行求解。最终的数值仿真结果表明,悬架系统选用合适的非线性弹簧模型比采用线性模型更符合实际。而采用相对控制的半主动悬架可以获得更好的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

钢板弹簧横置对车辆操纵稳定性影响的研究

针对某车型前悬架,分别采用螺旋弹簧、钢板弹簧进行布置,以此研究钢板弹簧横置对车辆操纵稳定性的影响。在ADAMS软件中搭建车辆前悬架仿真模型,通过仿真对比,得出在悬架刚度相同的情况下,采用钢板弹簧横置方案,前悬架侧倾角刚度相比采用螺旋弹簧布置方案增大42.86%。通过.整车稳态回转工况仿真,得出采用钢板弹簧横置方案可以使车辆侧倾梯度减小17.4%,并使车辆不足转向度减小8.33%。     

基于功率键合图理论的油气弹簧悬架仿真分析

基于功率键合图理论建立了全路面起重机双气室油气弹簧悬架系统非线性数学模型,构造了路面不平度时间函数,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真,分析了油气悬架缸主要参数对车辆振动规律的影响,验证了油气弹簧悬架的非线性阻尼特性和非线性刚度特性,证明了功率键合图理论在此领域的可行性和功率键合模型的正确性,为进一步的整车仿真和控制策略研究提供了理论依据。     

纵置板簧式悬架运动学研究与仿真分析

运用ADAMS／Car模块。根据实体三维模型,建立纵置板簧式后悬架的仿真模型。通过简化钢板弹簧对模型进行简化,而后对简化后的后悬架模型进行多刚体运动学的双侧车轮平行跳动仿真,得到车轮外倾角、车轮前束及车轮侧向滑移量变化的仿真结果。通过对仿真结果的分析,及结构参数进一步进行优化,再次进行仿真后,使仿真结果满足实际要求。此外,还总结了目前对钢板弹簧简化的方法,同时讨论了悬架参数对车桥侧倾刚度的影响。     

一种带空气悬架的剪式驾驶员座椅振动特性仿真研究

提出了一种将空气弹簧作为弹性元件的剪式驾驶员座椅系统方案,采用动力学仿真软件ADAMS建立了该系统的多体动力学仿真模型,模型中的空气弹簧用实际空气弹簧非线性刚度曲线转化的一元力描述。基于此模型,仿真研究了座椅悬架系统动态特性随激励频率和等效簧载质量变化的规律。研究结果表明,位移传递率η在隔振区则随m的增大而减小;当激励频率较低时,等效簧载质量m对加速度均方根值几乎没有影响;当激励频率增大到一定值后,随着等效簧载质量m的减小,响应加速度均方根值增大;响应的位移和加速度与激励相比较,响应均滞后激励约1/8个周期。     

基于有限元法空气弹簧参数对其垂向刚度的影响

空气弹簧成为汽车悬架系统之中弹性元件,以其优良的减振性能在汽车、高速列车等悬挂系统中得到越来越广泛的应用。考虑其橡胶材料的非线性、气囊分层的非线性以及接触非线性等问题在ansys中建立空气弹簧有限元模型,并进行了垂向刚度静载荷模拟分析,通过了实验数据比较验证,然后对影响弹簧垂向刚度的参数--气囊内压、帘线角、帘布层厚度,帘布层层数进行分析,为空气弹簧性能的研究及新产品开发提供了一种较好的、经济可行的途径。     

汽车半主动悬架的非线性动力学分析

基于弹簧、减振器及轮胎的非线性方程,运用现代非线性动力学理论,对双质量块形式的悬架模型进行了稳定性分析。根据Hurwitz代数判据,使用MATLAB软件计算得到悬架系统的双Hopf分岔;依据中心流形理论,将系统降至二维,并利用李雅普诺夫第一运动稳定性定理,判定系统的稳定性。最后,得到簧载质量、非簧载质量的时域响应及相图,验证了计算过程及结果的正确性,为半主动悬架系统的设计及控制提供了数据支持。     

基于AMEsim和Simulink的油气悬架仿真与试验

针对越野车辆减振阻尼阀散热及控制响应滞后的问题,设计了利用外置电液比例溢流阀调节阻尼特性的新型油气悬架。基于AMEsim软件建立油气悬架仿真模型,并利用外特性试验验证AMEsim仿真模型的正确性,在此基础上分析相关参数对悬架刚度和阻尼特性的影响。将所建油气悬架模型应用于车辆振动的半主动模糊控制仿真研究中,随机路面激励下的仿真分析结果表明,车辆行驶平顺性各项指标得到提升,模糊控制效果明显,验证了通过调节溢流阀电流来提高油气悬架性能的可行性。