微型客車(chē)操縱穩(wěn)定性與平順性分析及多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、隨著道路條件的改善以及車(chē)輛技術(shù)的提升，汽車(chē)行駛速度越來(lái)越快，這就對(duì)車(chē)輛性能提出了更高的要求。操縱穩(wěn)定性不僅關(guān)系到駕駛的方便程度，還對(duì)汽車(chē)的主動(dòng)安全性能有很大的影響，而平順性的好壞則直接影響乘員乘坐的舒適性。因此，改善汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和平順性已成為汽車(chē)設(shè)計(jì)的必然要求。
　　本文以某企業(yè)的微型客車(chē)為研究對(duì)象，建立了其整車(chē)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型，將多體動(dòng)力學(xué)分析與多目標(biāo)優(yōu)化方法相結(jié)合，分別對(duì)前懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和整車(chē)操縱穩(wěn)定性與平順性進(jìn)行多目標(biāo)

2、優(yōu)化。主要研究工作與成果如下:
　　(1)在HyperMesh中建立橫向穩(wěn)定桿、下擺臂等構(gòu)件的有限元模型，利用Optistruct求解得到其模態(tài)屬性，并將輸出的模態(tài)中性文件(MNF)導(dǎo)入ADAMS/car中生成相應(yīng)的柔性體模型。在ADAMS/car中分別建立微型客車(chē)各子系統(tǒng)模型，用生成的柔性體替換其對(duì)應(yīng)的剛體模型，完成了該微型客車(chē)剛?cè)狁詈险?chē)動(dòng)力學(xué)模型的建立，為后續(xù)懸架與整車(chē)性能的分析奠定基礎(chǔ)。
　　(2)建立了前懸架仿真模

3、型，并進(jìn)行左右車(chē)輪同向跳動(dòng)工況下的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，研究了前輪定位參數(shù)和車(chē)輪輪距的變化特性。以多學(xué)科多目標(biāo)優(yōu)化工具Isight為平臺(tái)，通過(guò)集成ADAMS/Car進(jìn)行聯(lián)合仿真，根據(jù)靈敏度分析結(jié)果將前懸架硬點(diǎn)當(dāng)中的八個(gè)坐標(biāo)值作為優(yōu)化變量，采用NSGA-Ⅱ遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，優(yōu)化后，在車(chē)輪上下跳動(dòng)過(guò)程中，前輪定位參數(shù)的變化量減小，前輪定位更加趨于合理，車(chē)輪的橫向滑移量也減小，輪胎的磨損得到有效的改善。
　　(3)根據(jù)優(yōu)化后的前懸架硬點(diǎn)

4、坐標(biāo)更新了整車(chē)模型，通過(guò)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)和轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)進(jìn)行整車(chē)操縱穩(wěn)定性分析，分別得到了兩項(xiàng)試驗(yàn)的評(píng)價(jià)計(jì)分值Nw和Nh;通過(guò)隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)進(jìn)行了整車(chē)平順性分析，并利用Matlab對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行處理，得到了駕駛員處的總加權(quán)加速度均方根值av。最終得出了該微型客車(chē)操縱穩(wěn)定性滿足要求、平順性略差的結(jié)論。
　　(4)針對(duì)操縱穩(wěn)定性與平順性的耦合關(guān)系，提出了對(duì)Nw、Nh、av三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化的方案。利用Isight、Adams/Ca

5、r和Matlab進(jìn)行整車(chē)操縱穩(wěn)定性與平順性的聯(lián)合仿真，采用最優(yōu)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行采樣，并建立了各響應(yīng)的二階響應(yīng)面模型，根據(jù)決定系數(shù)R2的值進(jìn)行誤差分析，證明了所建立的近似模型具有較高的精度。采用NSGA-Ⅱ多目標(biāo)遺傳算法對(duì)建立的響應(yīng)面近似模型進(jìn)行優(yōu)化，得到了Nw、Nh、av三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的Pareto解集，并根據(jù)企業(yè)實(shí)際要求選取其中一組解作為“最優(yōu)解”。最后，在Adams/Car中對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行仿真試驗(yàn)驗(yàn)證，穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)計(jì)分值