本文關(guān)鍵詞：基于輪胎磨損的電動(dòng)汽車(chē)扭力梁懸架性能分析和優(yōu)化

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【摘要】：在汽車(chē)行駛過(guò)程中,電動(dòng)汽車(chē)扭力梁懸架的扭力橫梁部分會(huì)通過(guò)彎扭變形以抑制由后橋的載荷變化與路面沖擊引起的車(chē)輪跳動(dòng)和車(chē)身側(cè)傾,其工作情況多變受力復(fù)雜。同時(shí),扭力梁懸架運(yùn)動(dòng)時(shí)后輪定位參數(shù)的改變也會(huì)調(diào)整輪胎在行駛過(guò)程中的姿態(tài),對(duì)輪胎磨損有一定影響。本文主要針對(duì)某增程式電動(dòng)汽車(chē)扭力梁懸架的靜、動(dòng)態(tài)性能特點(diǎn),包括結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、模態(tài)以及運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了建模仿真和分析,并基于輪胎磨損特性對(duì)懸架的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),有效減輕了輪胎磨損,提高了整車(chē)的行駛穩(wěn)定性。首先,選取懸架的三種典型極限工況,包括極限左轉(zhuǎn)彎工況、急減速制動(dòng)工況以及雙側(cè)車(chē)輪上凸包沖擊工況,對(duì)扭力梁懸架有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核。其次,對(duì)懸架進(jìn)行自由模態(tài)分析,生成扭力橫梁的模態(tài)中性文件,在ADAMS/Car中建立剛?cè)狁詈吓ちα簯壹軇?dòng)力學(xué)模型,研究懸架在車(chē)輪激振試驗(yàn)下的運(yùn)動(dòng)特性；基于HyperWorks的Fatigue分析流程樹(shù),采用名義應(yīng)力法對(duì)懸架總成結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析。然后,基于輪胎刷子模型分析穩(wěn)態(tài)側(cè)偏工況下輪胎的受力變形過(guò)程,以輪胎磨損功耗為評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算輪胎的磨損量,著重分析了后輪外傾角和前束角的變化與輪胎磨損的關(guān)系。采用懸架硬點(diǎn)優(yōu)化的方法對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),通過(guò)響應(yīng)曲面法擬合出優(yōu)化目標(biāo)與變量間的函數(shù)關(guān)系,對(duì)擬合函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。優(yōu)化后的懸架動(dòng)態(tài)性能比優(yōu)化前有了大大改善,從而有效的減輕了輪胎磨損。最后,建立扭力梁懸架-輪胎-胎面系統(tǒng)模型,進(jìn)一步分析輪胎的磨損與懸架特性的關(guān)系,研究系統(tǒng)在特定車(chē)速區(qū)間內(nèi)的自激振動(dòng)特性,為后續(xù)研究輪胎磨損與懸架性能關(guān)系提供了一定的參考。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車(chē) 扭力梁懸架 性能分析 輪胎磨損 硬點(diǎn)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72;U463.33
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-24
• 1.1 研究背景和意義17-18
• 1.2 扭力梁懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)介18-20
• 1.3 國(guó)內(nèi)外輪胎磨損研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線21-24
• 1.4.1 本文主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.4.2 本文技術(shù)路線22-24
• 第二章 電動(dòng)汽車(chē)扭力梁懸架模型的建立24-37
• 2.1 有限元分析理論與軟件介紹24-25
• 2.1.1 有限元法基本原理24-25
• 2.1.2 應(yīng)用軟件介紹25
• 2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介25-28
• 2.2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)的內(nèi)涵25-26
• 2.2.2 多體動(dòng)力學(xué)理論簡(jiǎn)介26-27
• 2.2.3 應(yīng)用軟件介紹27-28
• 2.3 扭力梁懸架幾何建模28-29
• 2.4 扭力梁懸架有限元建模29-32
• 2.4.1 幾何模型的導(dǎo)入30
• 2.4.2 模型簡(jiǎn)化處理和幾何清理30
• 2.4.3 網(wǎng)格劃分和單元質(zhì)量檢查30-32
• 2.4.4 單元連接方式模擬與邊界約束32
• 2.5 扭力梁懸架剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模32-35
• 2.5.1 ADAMS/Car的建模步驟32-33
• 2.5.2 定義懸架系統(tǒng)坐標(biāo)系33-34
• 2.5.3 扭力梁懸架剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-37
• 第三章 電動(dòng)汽車(chē)扭力梁懸架的靜動(dòng)態(tài)性能分析37-51
• 3.1 扭力梁懸架總成工況分析37-39
• 3.1.1 極限左轉(zhuǎn)彎工況37-38
• 3.1.2 急減速度制動(dòng)工況38
• 3.1.3 雙側(cè)車(chē)輪上凸包沖擊工況38-39
• 3.2 扭力梁懸架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析39-42
• 3.2.1 極限左轉(zhuǎn)彎工況靜力分析39-40
• 3.2.2 急減速工況靜力分析40-41
• 3.2.3 沖擊工況靜力分析41-42
• 3.3 扭力梁懸架模態(tài)特性分析42-45
• 3.4 基于名義應(yīng)力法的扭力梁懸架疲勞壽命分析45-50
• 3.4.1 疲勞分析理論45-46
• 3.4.2 材料的S-N曲線46-47
• 3.4.3 名義應(yīng)力法疲勞分析47
• 3.4.4 扭力梁懸架總成的疲勞壽命仿真分析47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 基于輪胎磨損的電動(dòng)汽車(chē)扭力梁懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)51-66
• 4.1 輪胎磨損理論分析51-57
• 4.1.1 輪胎磨損量的評(píng)價(jià)51-52
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)側(cè)偏工況下輪胎磨損特性分析52-55
• 4.1.3 外傾角對(duì)輪胎磨損的影響分析55-56
• 4.1.4 前束角對(duì)輪胎磨損的影響分析56-57
• 4.2 扭力梁懸架的運(yùn)動(dòng)特性分析57-59
• 4.2.1 外傾角變化特性58-59
• 4.2.2 前束角變化特性59
• 4.3 扭力梁懸架運(yùn)動(dòng)特性多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)59-65
• 4.3.1 ADAMS/Insight試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)概述59-61
• 4.3.2 硬點(diǎn)位置對(duì)扭力梁懸架運(yùn)動(dòng)特性的影響分析61-62
• 4.3.3 扭力梁懸架硬點(diǎn)坐標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)62-64
• 4.3.4 優(yōu)化前后扭力梁懸架運(yùn)動(dòng)特性仿真對(duì)比64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 懸架-輪胎-胎面自激振動(dòng)系統(tǒng)建模與分析66-74
• 5.1 扭力梁后懸架受力特性分析66
• 5.2 懸架-輪胎-胎面多體模型的建立66-70
• 5.2.1 胎面-路面摩擦振動(dòng)模型66-68
• 5.2.2 懸架-輪胎-胎面自激振動(dòng)模型建立68-70
• 5.3 系統(tǒng)自激振動(dòng)特性仿真分析70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 全文總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74-75
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)75
• 6.3 研究展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況79

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