本文關(guān)鍵詞：懸架橡膠襯套對(duì)汽車平順性影響的多體動(dòng)力學(xué)研究

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【摘要】：隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展,人們對(duì)于車輛在環(huán)保、節(jié)能舒適程度以及行駛穩(wěn)定性方面的要求比以前更高。懸架的導(dǎo)向系統(tǒng)在與車身連接的鉸接點(diǎn)處廣泛采用橡膠襯套進(jìn)行彈性連接,這是由于橡膠襯套能夠在不改變低頻段隔振性能的基礎(chǔ)之上,極大程度地提高懸架系統(tǒng)處于高頻段的隔振性能,還能夠在一定程度上減小因路面不平整而造成的車輛內(nèi)部噪聲,同時(shí)具備彈性特征和衰減特征等優(yōu)點(diǎn)。因此,橡膠襯套已經(jīng)成為車輛不可缺少的一個(gè)組成元件。本文以某轎車為研究對(duì)象,以提高汽車平順性和操縱穩(wěn)定性為目標(biāo),對(duì)橡膠襯套參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,完成了以下幾個(gè)方面的研究:首先,對(duì)幾種常見的超彈性本構(gòu)模型進(jìn)行介紹,根據(jù)材料的單軸拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用非線性最小二乘法計(jì)算各個(gè)本構(gòu)模型的方程系數(shù),擬合懸架橡膠襯套材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線并與試驗(yàn)曲線對(duì)比,選擇最為合適的橡膠材料超彈性本構(gòu)模型;利用有限元仿真獲得橡膠襯套其余各方向剛度曲線,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)橡膠襯套隨激勵(lì)頻率和振幅變化的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行討論;其次,對(duì)比分析三種目前廣泛應(yīng)用的橡膠襯套數(shù)學(xué)模型,根據(jù)課題的實(shí)際需要選用了一種彈性力單元、粘彈力單元與摩擦力單元相疊加的橡膠襯套參數(shù)化模型,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)橡膠襯套模型進(jìn)行參數(shù)識(shí)別,該模型可以反映出激勵(lì)頻率和激勵(lì)振幅對(duì)橡膠襯套力學(xué)性能的影響,更接近真實(shí)情況;再次,借助ADAMS軟件的GFOSUB用戶子程序?qū)⑺⒌母呔认鹉z襯套模型導(dǎo)入懸架模型中,建立考慮非線性橡膠襯套的麥弗遜懸架剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)比考慮非線性橡膠襯套和不考慮橡膠襯套的懸架系統(tǒng)KC特性,并建立整車多體動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)其進(jìn)行平順性和操縱穩(wěn)定性仿真;最后,在整車多體動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,以底盤垂向加速度均方根值和方向盤階躍輸入仿真獲得的車身側(cè)傾角為優(yōu)化目標(biāo),選用合適的多目標(biāo)優(yōu)化算法,對(duì)橡膠襯套參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以提高整車平順性和操縱穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：橡膠襯套 懸架 多體動(dòng)力學(xué) 非線性 多目標(biāo)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(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10-17
• 1.1 本論文研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-16
• 1.2.1 橡膠黏彈性模型11-13
• 1.2.2 懸架K&C特性13-14
• 1.2.3 多目標(biāo)優(yōu)化算法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 橡膠襯套動(dòng)靜態(tài)力學(xué)特性研究17-28
• 2.1 懸架中橡膠襯套簡介17-18
• 2.2 橡膠襯套的靜態(tài)力學(xué)特性研究18-25
• 2.2.1 橡膠材料超彈性本構(gòu)模型基本理論18-20
• 2.2.2 橡膠襯套有限元分析20-23
• 2.2.3 橡膠襯套靜態(tài)特性試驗(yàn)23-24
• 2.2.4 其他方向剛度曲線24-25
• 2.3 橡膠襯套的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 橡膠襯套數(shù)學(xué)模型的建立28-39
• 3.1 橡膠襯套典型力學(xué)分析模型28-34
• 3.1.1 Kelvin-Voigt模型28-30
• 3.1.2 Maxwell模型30-32
• 3.1.3 BERG模型32-34
• 3.2 橡膠襯套數(shù)學(xué)模型的建立34-35
• 3.2.1 彈性力單元34
• 3.2.2 粘彈力單元34-35
• 3.2.3 摩擦力單元35
• 3.3 模型參數(shù)識(shí)別35-37
• 3.3.1 摩擦力單元的參數(shù)識(shí)別36
• 3.3.2 彈性力單元的參數(shù)識(shí)別36
• 3.3.3 粘彈性單元的參數(shù)識(shí)別36-37
• 3.4 襯套模型試驗(yàn)驗(yàn)證37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 整車剛彈耦合仿真模型的建立39-60
• 4.1 橡膠襯套參數(shù)化模型在ADAMS/Car中的應(yīng)用39-40
• 4.2 懸架K&C特性仿真模型的建立40-44
• 4.2.1 麥弗遜前懸架模型40-42
• 4.2.2 轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)模型的建立42-43
• 4.2.3 輪胎子系統(tǒng)模型的建立43-44
• 4.3 前懸架總成建模及K&C特性仿真44-49
• 4.3.1 平行輪跳動(dòng)（K特性）44-46
• 4.3.2 反向輪跳動(dòng)（K特性）46-47
• 4.3.3 同向側(cè)向力加載（C特性）47-48
• 4.3.4 同向回正力矩加載（C特性）48
• 4.3.5 同向縱向力加載（C特性）48-49
• 4.4 整車虛擬樣機(jī)的建立49-53
• 4.4.1 后懸架系統(tǒng)模型49
• 4.4.2 車身系統(tǒng)模型49-50
• 4.4.3 路面模型50-53
• 4.4.4 整車模型的建立53
• 4.5 整車操縱穩(wěn)定性仿真53-58
• 4.5.1 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入53-54
• 4.5.2 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)54-55
• 4.5.3 蛇行試驗(yàn)55-58
• 4.6 整車平順性仿真58
• 4.6.1 仿真條件58
• 4.6.2 仿真結(jié)果58
• 4.7 本章小結(jié)58-60
• 第5章 橡膠襯套剛度多目標(biāo)優(yōu)化60-71
• 5.1 橡膠襯套剛度靈敏度分析60-62
• 5.1.1 靈敏度分析方法概述60-61
• 5.1.2 靈敏度計(jì)算方法61
• 5.1.3 靈敏度分析61-62
• 5.2 橡膠襯套多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化62-67
• 5.2.1 多目標(biāo)遺傳優(yōu)化算法62-64
• 5.2.2 目標(biāo)函數(shù)的確定64
• 5.2.3 優(yōu)化變量的選擇64-65
• 5.2.4 約束條件的確定65-66
• 5.2.5 優(yōu)化模型的建立66-67
• 5.3 優(yōu)化結(jié)果67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第6章 全文總結(jié)與展望71-73
• 6.1 全文總結(jié)71
• 6.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單77-78
• 致謝78

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