论文部分内容阅读
汽车悬架是汽车底盘的重要总成之一,悬架性能直接影响着汽车的舒适性、稳定性。某汽车主机厂为提升车辆性能,将某跨界车原有非独立悬架升级为独立悬架。本文在课题组前期分析的基础上进一步对跨界车后独立悬架展开研究。首先,论文以某跨界车后独立悬架为研究对象,建立十二自由度整车数学模型及对应方程,以MATLAB/Simulink为基础建立分析模型,以实验所得减振器阻尼特性数据为依据,分析了后独立悬架阻尼非线性特性对跨界车的影响,结果表明后悬架阻尼非线性特性对跨界车车身质心垂向位移、人椅系统质心垂向加速度、悬架动行程均有一定影响,影响程度随着路面等级、车速改变而变化。说明在研究跨界车后独立悬架时阻尼非线性特性不可忽视。其次,以独立悬架上、下控制臂及稳定杆为柔性化对象,联合运用ANSYS及ADAMS/Car建立了包含阻尼非线性特性的刚柔耦合非线性模型,对悬架模型进行反向轮跳仿真,对整车模型进行四轮平顺性仿真,结果得到:相对于多刚体悬架模型,反向轮跳时刚柔耦合悬架模型的前束角、外倾角、轮胎侧移量均有不同;相对于多刚体整车模型,平顺性仿真时刚柔耦合整车模型质心垂向加速度振动趋势基本一致,但其振动幅值及振动均方根值变小。说明在分析跨界车后独立悬架时构件的柔性变形不可忽视。再次,以刚柔耦合非线性模型为基础,运用ADAMS/Car中静载仿真分析提取在最大垂向力、最大侧向力、制动力三种工况下悬架各个连接处衬套表面的载荷,以提取的载荷为边界条件基于ANSYS-Workbench对上、下摆臂及H形控制臂进行了静力学分析,结果表明在三种典型工况下跨界车后悬架三个零部件强度均满足要求且具有一定的优化裕度。故对结构相对简单的上、下摆臂进行多目标尺寸优化,对结构相对复杂的H形控制臂进行形状优化,在应力、变形及模态符合要求的前提下三个零件减重分别为11.6%、11.4%、5.15%,轻量化效果明显。最后,为进一步验证优化后模型的可靠性,运用ANSYS-Workbench中Fatigue Tool模块对优化后的单边悬架总成进行了疲劳仿真。结果得到:优化后的单边独立悬架总成在三种典型工况下循环次数均大于设计值,安全因子均大于1。说明优化后悬架模型疲劳寿命满足要求,进一步说明了优化结果的可靠性。