FSAE賽車雙叉臂懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對雙橫臂獨(dú)立扭桿彈簧懸架的特點(diǎn),運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)的理論建立了某商務(wù)車獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型和仿真模型,基于遺傳算法開發(fā)了多目標(biāo)的優(yōu)化程序,通過adams/solver和外部程序的接口文件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸。將優(yōu)化前仿真結(jié)果與優(yōu)化后得到的仿真結(jié)果進(jìn)行了性能對比,結(jié)果表明,優(yōu)化后的仿真結(jié)果有效地改善了懸架的性能。該方法和傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相比,優(yōu)點(diǎn)在于能提高精度和效率。

利用catia軟件對懸架系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)體建模,并利用hypermesh軟件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化分析和剛、強(qiáng)度分析,同時(shí)結(jié)合對未來輕量化材料的探討,尋找雙橫臂懸架輕量化設(shè)計(jì)方法。

采用虛功原理、有限張量和矢量代數(shù)法計(jì)算雙橫臂扭桿懸架的剛度,應(yīng)用adams軟件驗(yàn)證數(shù)學(xué)方法計(jì)算的可行性?；陔S機(jī)振動(dòng)的方法分析輪胎動(dòng)載荷、懸架動(dòng)行程和舒適性3個(gè)性能指標(biāo),對扭桿設(shè)計(jì)的基本參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,減小實(shí)際行車中的懸架位移和撞擊限位塊頻率,測試效果明顯,為總布置設(shè)計(jì)提供精確的設(shè)計(jì)參數(shù)。

采用復(fù)數(shù)法分析了雙橫臂扭桿懸架的運(yùn)動(dòng)特性,并建立了整套設(shè)計(jì)計(jì)算方法,其中包括主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角、輪距、懸架中心和側(cè)傾中心以及懸架剛度等參數(shù)隨車輪載荷變化的關(guān)系特性。

針對路面車輛優(yōu)化設(shè)計(jì)特點(diǎn),提出了使用遺傳算法對車輛懸架系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,并通過鉸接式自卸車9自由度模型的仿真證明遺傳算法的有效性。

汽車轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車的重要部件,對整車行駛動(dòng)力學(xué)(如操縱穩(wěn)定性、行駛平順性等)有舉足輕重的影響。利用adams/view對雙橫臂式獨(dú)立懸架進(jìn)行建模仿真,研究分析汽車運(yùn)動(dòng)中懸架隨車輪跳動(dòng)時(shí)定位參教的變化規(guī)律,進(jìn)而對其參數(shù)的變化進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析總結(jié)懸架對汽車轉(zhuǎn)向的影響。

針對噴霧機(jī)平衡裝置的關(guān)鍵部件懸架拉桿,利用solidworks軟件進(jìn)行了參數(shù)化建模,并利用solidworkssimulation進(jìn)行了有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。其結(jié)果為:優(yōu)化后比優(yōu)化前質(zhì)量減少了29.96%,有效地減少了質(zhì)量,降低了成本。

采用虛擬樣機(jī)技術(shù),借助于adams軟件這個(gè)操作平臺(tái),針對某商務(wù)車前懸架建立了多體動(dòng)力學(xué)模型,并對其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,從中獲得了隨車輪上下跳動(dòng)的懸架車輪定位參數(shù)的變化規(guī)律,這為汽車懸架系統(tǒng)開發(fā)提供了一種有效的手段。

為改善fsae賽車的動(dòng)力性能,本文研究了賽車鏈輪的有限元分析及輕量化設(shè)計(jì)問題,首先對fsae方程式賽車大鏈輪進(jìn)行參數(shù)化建模,然后基于ansysworkbench軟件對初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有限元建模及分析,結(jié)果表明初始設(shè)計(jì)還有較大的優(yōu)化潛力.然后研究腹板結(jié)構(gòu)各參數(shù)與大鏈輪質(zhì)量和最小安全系數(shù)的關(guān)系,采用響應(yīng)面法進(jìn)行參數(shù)靈敏度分析,并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)零件減重10.97%,對提高賽車的動(dòng)力性有著重要意義,同時(shí)該研究對賽車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也有一定的借鑒意義.

闡述了在整車裝調(diào)過程中確定空車高度的重要性?？哲嚫叨仁潜ＷC前輪定位正確性的前提,前輪定位參數(shù)變化量取決于懸架平衡位置,而空車高度對懸架平衡位置有重要影響。以bj1027a皮卡為例,指出對于裝有扭桿彈簧的獨(dú)立懸架車輛,其空車高度不僅影響整車姿態(tài)而且影響懸架的運(yùn)動(dòng)精度,而正確的空車高度可以保證車輛具有良好的行駛性能。

針對某車型扭桿式雙橫臂獨(dú)立懸架前輪距加寬的要求,提出了改型設(shè)計(jì)的幾種方案,并根據(jù)輪距和定位參數(shù)隨輪跳變化的曲線趨勢確定了最優(yōu)方案。建立了扭桿式雙橫臂獨(dú)立懸架虛擬樣機(jī)模型,通過對比靜態(tài)平衡位置時(shí)定位參數(shù)的理論值與仿真值,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。通過分析5種運(yùn)動(dòng)特性曲線變化趨勢可知,前束角變化最為靈敏,從而可確定上下擺臂各加長40mm、轉(zhuǎn)向器長度不變、轉(zhuǎn)向拉桿每側(cè)加長40mm的方案為最優(yōu)。

針對iveco前雙橫臂獨(dú)立懸架只按來圖加工的現(xiàn)狀,提出應(yīng)用catia對iveco前雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行逆向設(shè)計(jì),并應(yīng)用catia的dmu模塊對其進(jìn)行ridemotion,甚至在某些方面進(jìn)行一定優(yōu)化分析,從而提高對產(chǎn)品的認(rèn)識,進(jìn)一步提升自主開發(fā)能力。

根據(jù)月球車探測任務(wù)的要求和探測地點(diǎn),分析了設(shè)計(jì)月球車懸架的方法以及建立懸架設(shè)計(jì)基本參數(shù)選取的方法.從牽引力角度來著重設(shè)計(jì)懸架及其主要構(gòu)件,根據(jù)月球車的牽引性能取決于土壤的推土阻力和運(yùn)動(dòng)阻力,提出了懸架設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)原則,利用經(jīng)典的地面力學(xué)理論和車輛設(shè)計(jì)方法構(gòu)建了月球車懸架設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)方法.最后利用該方法設(shè)計(jì)并提出一種新型的月球車懸架構(gòu)型.通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:設(shè)計(jì)的懸架能夠滿足設(shè)計(jì)要求以及概念設(shè)計(jì)方法的合理性和有效性.

文章針對雙橫臂獨(dú)立扭桿彈簧懸架的特點(diǎn),運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)的理論建立了某商務(wù)車獨(dú)立懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型和仿真模型,基于遺傳算法開發(fā)了多目標(biāo)的優(yōu)化程序,通過adams/solver和外部程序的接口文件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸。將仿真結(jié)果與優(yōu)化前得到的仿真結(jié)果進(jìn)行了性能對比,結(jié)果表明優(yōu)化后的仿真結(jié)果有效地改善了懸架的性能,同時(shí)也說明了該方法和傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相比,這種方法提高了精度和效率。

上置扭桿式雙橫臂獨(dú)立懸架是較復(fù)雜的一種懸架形式,分析其運(yùn)動(dòng)特性對汽車的輪胎偏磨和整車性能都有重要的參考價(jià)值。利用adams/car軟件建立了虛擬樣機(jī)模型,通過對比靜態(tài)平衡位置時(shí)定位參數(shù)的理論值與仿真值,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。設(shè)置輪跳合理的范圍,進(jìn)行同向跳動(dòng)仿真,得到5項(xiàng)運(yùn)動(dòng)特性變化曲線。分析曲線的變化趨勢,得到輪距變化超出一般的要求區(qū)間,可能導(dǎo)致輪胎磨損嚴(yán)重,以及直線行駛能力變差等結(jié)論。

建立了某五軸載貨汽車雙扭桿雙橫臂懸架有限元模型,對各零部件之間連接關(guān)系進(jìn)行模擬,在此基礎(chǔ)上,對模型靜態(tài)剛度和強(qiáng)度特性進(jìn)行分析。計(jì)算結(jié)果與理論解和試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了該類型懸架有限元模型的正確性。

介紹了根據(jù)整車參數(shù),在滿足懸架性能的基礎(chǔ)上,匹配設(shè)計(jì)懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)硬點(diǎn)的方法。以國內(nèi)一款正在研發(fā)的電動(dòng)小車為例,計(jì)算了與小車相匹配的雙橫臂獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)硬點(diǎn)位置坐標(biāo),在adams/car下建立了小車懸架模型,仿真結(jié)果表明初次匹配的懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)基本合理;并通過adams/insight,對懸架定位參數(shù)的影響因子進(jìn)行了分析,重新匹配計(jì)算了硬點(diǎn)坐標(biāo),仿真驗(yàn)證重新匹配的機(jī)構(gòu)更能滿足設(shè)計(jì)要求。研究結(jié)果為懸架設(shè)計(jì)的研究提供了參考。

為了提高fsae(中國大學(xué)生方程式汽車大賽)賽車的操縱穩(wěn)定性,對賽車雙橫臂前懸架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)已建好的ug三維模型得到某賽車前懸架主要硬點(diǎn)坐標(biāo),然后利用adams/car建立前懸架虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行仿真試驗(yàn),指出懸架設(shè)計(jì)的不足;利用adams/insight進(jìn)行優(yōu)化分析,得到所考慮硬點(diǎn)位置對各項(xiàng)性能參數(shù)的影響靈敏度,再根據(jù)所得靈敏度對硬點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化,得到最合理的性能參數(shù)組合,進(jìn)而獲得最優(yōu)的雙橫臂前懸架模型;最后對優(yōu)化前后的模型進(jìn)行仿真與對比,結(jié)果顯示優(yōu)化后懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性得到了一定改善。

根據(jù)fsae大賽規(guī)則,采用設(shè)定基準(zhǔn)目標(biāo)的方法確定整車的軸距、前后輪距、質(zhì)心位置等重要參數(shù),完成雙橫臂懸架主要參數(shù)、懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。利用catia對懸架各部分零件進(jìn)行三維建模和裝配,運(yùn)用ansya對前懸立柱、搖臂進(jìn)行強(qiáng)度校核。分析結(jié)果顯示:設(shè)計(jì)的零件滿足材料的強(qiáng)度要求。裝配完成后的賽車實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明:設(shè)計(jì)出的雙橫臂懸架系統(tǒng)具有較好的平順性,設(shè)計(jì)方法合理,可為車輛懸架系統(tǒng)的理論計(jì)算和輕量化設(shè)計(jì)提供參考。

為提高fsae賽車的操縱穩(wěn)定性,利用adams/car建立fsae賽車雙橫臂前懸架仿真模型,通過雙輪同向跳動(dòng)仿真試驗(yàn),分析影響懸架性能的參數(shù)值及其變化情況;利用adams/insight對該懸架進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)優(yōu)化結(jié)果修改部分硬點(diǎn)的坐標(biāo)值;再次進(jìn)行雙輪同向跳動(dòng)仿真試驗(yàn),優(yōu)化前后的結(jié)果對比表明:優(yōu)化后,懸架的整體性能得到較大提高,有助于整車操縱穩(wěn)定性的改善。

根據(jù)某汽車雙橫臂前懸架硬點(diǎn)坐標(biāo)等參數(shù),應(yīng)用adams/car建立該懸架虛擬樣機(jī)模型,并對懸架系統(tǒng)進(jìn)行車輪跳動(dòng)仿真分析,模擬車輪跳動(dòng)對雙橫臂懸架前輪定位參數(shù)的影響,得出相應(yīng)參數(shù)的變化規(guī)律曲線.根據(jù)仿真試驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)要求,對該懸架的部分硬點(diǎn)位置及懸架特性參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使懸架的綜合性能達(dá)到最佳.結(jié)果表明,所做的優(yōu)化設(shè)計(jì)有效,改善了懸架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性.

研究某一轎車雙橫臂獨(dú)立懸架性能的優(yōu)化問題,解決前輪定位參數(shù)在汽車行駛過程中變化過大而引起的輪胎磨損的加劇以及懸架性能的降低的問題。針對上述問題,在adams/car上建立了車雙橫臂獨(dú)立懸架的動(dòng)力學(xué)模型,運(yùn)用insight模塊進(jìn)行靈敏度分析,選取靈敏度較大的硬點(diǎn)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量,建立車輪定位參數(shù)在輪跳過程中的最大變化量的響應(yīng)面近似模型。然后運(yùn)用差分進(jìn)化算法與非支配遺傳算法的混合多目標(biāo)算法(簡稱de-nsgaii算法)對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解。結(jié)果表明,優(yōu)化后的車輪定位參數(shù)在車輪跳動(dòng)過程中的變化量明顯減小,懸架的性能得到改善,為懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。