汽车悬架的平顺性优化及仿真试验分析

随着生活水平的提高,人们对汽车乘坐舒适性的要求也越来越高,汽车行驶平顺性已经成为其在市场竞争中夺取优势的一项重要性能指标。 本文分别运用拉格朗日方程法和牛顿定律法建立了平面五自由度和空间八自由度的汽车动力学模型,推导出相应的数学模型,并对空间八自由度模型进行频域内的响应分析,观察一些参数的变化对平顺性的影响。由于前后悬架垂直刚度的不同匹配对汽车行驶平顺性影响较大,论文建立以驾驶员垂直加速度的均方根值作为汽车行驶平顺性优化目标值、以前后悬架垂直刚度作为优化变量的优化设计模型,并辅以静挠度、动挠度、频率、动载荷等非线性约束,使用序列二次规划法,利用Matlab编制优化程序,求得前后悬架垂直刚度的最优匹配值;此优化模型不仅包含动静挠度及频率和阻尼的限制,还考虑到汽车的行驶安全性和道路友好性,比文献报道的只考虑部分约束的优化模型更切合实际情况。再由最优匹配刚度值设计出相应刚度的扭杆弹簧。 同时,为了预测和验证新匹配悬架的行驶平顺性,文章建立基于Simulink的八自由度汽车行驶平顺性时域仿真模型,进行仿真并观察一些重要指标在时域内的响应变化曲线,从仿真结果可知新匹配的悬架基本达到设计要求。这种仿真试验可以减少一些实物试验,有利于加快设计进程和降低设计成本,这种仿真试验方法已越来越多地应用于工程设计。 最后,对全文进行了总结,并提出以后的研究方向。