本文關(guān)鍵詞：五連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的分析與優(yōu)化

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【摘要】：懸架是車架與車橋或車輪之間一切傳力連接裝置的總稱,在車輪上下跳動(dòng)過程中,車輪定位參數(shù)與輪距等參數(shù)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)學(xué)上的變化,懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的作用,同時(shí)也影響汽車的平順性、制動(dòng)性等汽車動(dòng)力學(xué)性能,對(duì)輪胎的磨損也有一定的影響。近年來,五連桿懸架因其良好的操縱穩(wěn)定性與乘坐舒適性等綜合性能,在中高級(jí)轎車上獲得了廣泛的應(yīng)用,但五連桿懸架桿系復(fù)雜,懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)()特性設(shè)計(jì)難度高。因此研究五連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)性能,分析整車的操縱穩(wěn)定性,優(yōu)化懸架結(jié)構(gòu),對(duì)提高整車性能有著重要的意義。本文以某乘用車后懸架的結(jié)構(gòu)及相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),考慮懸架硬點(diǎn)的不確定性,對(duì)五連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性及整車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行分析與優(yōu)化。首先,從理論上出發(fā),在分析剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出五連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中的空間姿態(tài)坐標(biāo)變換矩陣,利用空間機(jī)構(gòu)自由度理論,建立五連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型,采用瞬時(shí)螺旋軸的方法對(duì)懸架的虛擬主銷進(jìn)行近似求解,并在3=+中求解車輪定位參數(shù)的變化曲線。然后通過3建立該五連桿懸架多體動(dòng)力學(xué)仿真模型,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。根據(jù)多款車型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)特性的合理變化范圍,并對(duì)該懸架的特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。其次,在五連桿懸架動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立整車動(dòng)力學(xué)仿真模型,并根據(jù)國標(biāo)進(jìn)行操縱穩(wěn)定性典型試驗(yàn),分析表明該車存在較大的優(yōu)化空間。利用模糊灰色關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行懸架硬點(diǎn)的靈敏度分析,考慮懸架硬點(diǎn)的不確定性,利用)4#((算法與(6#4算法對(duì)懸架進(jìn)行了多目標(biāo)不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì),同時(shí)利用)4#((算法對(duì)懸架硬點(diǎn)進(jìn)行確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化過程中采用所建立的五連桿懸架數(shù)學(xué)模型,不僅保證了模型的精確性,同時(shí)避免在優(yōu)化過程中反復(fù)調(diào)用3多體動(dòng)力學(xué)模型,進(jìn)而提高優(yōu)化的效率。優(yōu)化后整車的操縱穩(wěn)定性提高,但與確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)相比,不確定性優(yōu)化具有更好的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：五連桿懸架 運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 空間姿態(tài)坐標(biāo)變換 操縱穩(wěn)定性 模糊灰色關(guān)聯(lián) 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題背景和研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 懸架虛擬仿真及K&C試驗(yàn)12-15
• 1.2.3 五連桿懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 五連桿懸架數(shù)學(xué)模型的建立18-33
• 2.1 多連桿懸架的概述18-19
• 2.2 剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)19-24
• 2.2.1 剛體姿態(tài)坐標(biāo)變換19-23
• 2.2.2 空間坐標(biāo)變換矩陣表示23-24
• 2.3 五連桿懸架數(shù)學(xué)模型的建立24-31
• 2.3.1 空間機(jī)構(gòu)及其自由度24-25
• 2.3.2 五連桿懸架系統(tǒng)自由度分析25-26
• 2.3.3 硬點(diǎn)空間位置求解26-27
• 2.3.4 虛擬主銷的確定27-29
• 2.3.5 車輪定位參數(shù)的求解29-31
• 2.4 基于MATLAB的懸架運(yùn)動(dòng)特性分析31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 動(dòng)力學(xué)模型的建立與分析33-44
• 3.1 計(jì)算多體動(dòng)力學(xué)基本理論33-35
• 3.2 多體動(dòng)力學(xué)軟件及建模35-36
• 3.2.1 ADAMS軟件介紹35-36
• 3.2.2 ADAMS建模方法36
• 3.3 五連桿懸架ADAMS建模36-38
• 3.3.1 建模假設(shè)36-37
• 3.3.2 建模過程37-38
• 3.4 五連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析38-43
• 3.4.1 五連桿懸架ADAMS仿真分析38-39
• 3.4.2 懸架K&C特性分析39-42
• 3.4.3 五連桿懸架數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 整車操縱穩(wěn)定性分析44-56
• 4.1 整車模型的建立44-46
• 4.1.1 整車技術(shù)參數(shù)44
• 4.1.2 其他子系統(tǒng)的建立44-46
• 4.2 汽車操縱穩(wěn)定性仿真實(shí)驗(yàn)46-55
• 4.2.1 方向盤角階躍實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.2.2 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)48-50
• 4.2.3 低速回正試驗(yàn)50-52
• 4.2.4 蛇形試驗(yàn)52-53
• 4.2.5 方向盤角脈沖試驗(yàn)53-55
• 4.3 操縱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 五連桿懸架的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)56-68
• 5.1 理論分析56-61
• 5.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)56-57
• 5.1.2 灰色關(guān)聯(lián)分析理論57-59
• 5.1.3 不確定性優(yōu)化理論59-61
• 5.2 懸架K&C參數(shù)靈敏度分析61-62
• 5.3 多目標(biāo)優(yōu)化62-66
• 5.3.1 不確定性優(yōu)化62-65
• 5.3.2 確定性優(yōu)化65
• 5.3.3 優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 總結(jié)與展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75-76
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文和參與課題76

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本文編號(hào)：689731