基于ADAMS双横臂悬架性能多目标优化研究.pdf

30 2009 年 9 月 　中国制造业信息化 　第 38 卷 　第 17 期 基于 ADAM S 的双横臂悬架性能多目标优化研究 李瑜婷 ,赵治国 ,章 　桐 ( 同济大学 汽车学院 ,上海 　20 1804) 摘要 :针对某微型电动车操纵稳定性不佳的问题 ,基于 ADAM S/ Car 建立了某双横臂前悬架运动 学模型并对其进行了仿真分析 ,利用 ADAM S/ Insight 选取了适当的硬点坐标作为优化变量 , 以 各定位参数变化范围最小为优化 目标 ,采用统一 目标法将多 目标函数转化为单 目标函数 ,并在 ADAM S/ View 中对前轮定位参数进行了优化 。仿真结果表明:该双横臂悬架的运动学性能得到 了有效改善 。 关键词 :悬架运动学 ;ADAM S ;多目标优化 中图分类号 :U463 . 33 + 1 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :1672 - 1616( 2009) 17 - 0030 - 05 　　悬架是连接车轮与车架的弹性传力装置 ,它与 作以下假设 : 汽车的操纵稳定性 、平顺性及安全性等性能均有 a . 采用的双横臂独立悬架转向系统 ,前左 、前 关 。悬架运动学主要研究内容是车轮定位参数与 右非悬挂质量系统的结构相同 ,转向横拉杆与转向 ( ) [ 1 ] 悬架变形量 或车轮跳动量 的关系 , 随着各种 机直接相连 ,可以认为左右悬架关于汽车纵向中轴 形式的独立悬架的出现和应用 ,车轮定位参数在行 线对称 ; 驶过程中所引起的运动学变化对汽车操纵稳定性 b. 悬架的零部件中 ,除了弹性元件与橡胶元件 有着很大的影响 。双横臂悬架作为 目前应用最广 外 ,其余部件认为是刚性的; 泛的独立悬架之一 ,其主要优点是 :运动规律可以 c. 研究悬架特性时 ,车身相对于地面不动 。 设计 ,对前轮定位参数的变化和侧倾中心位置的变 简化 的双横臂悬架模型如 图 1 所示 , 其 中 化的设定 自由度较大 , 如果能适当地选择设计参 A 1 B , A 2 B , D 1 C , D 2 C 为上 、下横臂, B C 为转向节 数 ,可以使车辆得到很好的操纵性和平顺性 。 主销轴线, E H 为转向节臂, HI 为转 向横拉杆, F 本文针对某轮毂电机微型电动车行驶过程中 为车轮中心, G 为轮胎接地点 。上 、下横臂分别通 所产生的过多转向问题 ,针对双横臂悬架的特性 , 过 A 1 , A 2 , D 1 , D 2 的转动副与车架连接, 并通过 利用 ADAM S 软件对其进行建模分析 ,并根据仿真 B , C 的球副与转向主销上下球头连接 。转向节 E F 分析的结果确定优化 目标并建立多目标优化函数 , 通过旋转副与轮毂连接, 转向节臂 E H 固结在转向 对悬架运动学性能进行优化 ,突破以往的单 目标优 节上, 转向横拉杆 HI 通过点 H 的球副与转向节臂 化或是平面优化的局限 ,对悬架进行了多目标空间 连接, 转向器齿条通过点 I 的万向节与转向横拉杆 结构的优化 。 相连 。 1 　建模及仿真分析 1 . 1 　双横臂悬架运动学模型的简化 为了便于分析 ,在建立前悬架的多刚体运动学 模型时 ,要对其作一定的合理简化 。考虑到悬架运 动学分析的目的是为了得到各前轮定位参数与车 轮上下跳动量之间的关系 ,故将悬架简化为一个多 连杆机构 ,在进行运动学分析时 , 只需确定几个铰 接点的位置 ,即可进行运动学分析 。现对简化模型