新型車用懸架高度自動調中裝置的設計驗證及仿真優(yōu)化研究.pdf

1、采用懸架高度(包括車高和座高)自動調中裝置能改善懸架性能、延長機件壽命。此外，車高自動調中裝置還可保持良好的車身姿態(tài)，兼具靜態(tài)型前照燈自動調平裝置的功用；座高自動調中裝置還能保持相對穩(wěn)定的座椅高度，提供良好的駕駛視野和操作條件。本文以上海市“青年科技啟明星計劃”資助項目(04QMX1474)為工程背景，針對傳統(tǒng)座高和車高調節(jié)裝置存在的各自不足，提出了一種具有高性價比的新型懸架高度自動調中方案，能通過全機械方式實現(xiàn)座高和車高的自動調中，而

2、無須外界能量供給。為逐步、系統(tǒng)地考察該自動調中裝置的性能特點，先后對座高和車高自動調中器進行了結構設計、實驗驗證、仿真分析和參數優(yōu)化。全文共分五章： 第一章(緒論)首先介紹了座椅懸架和車輛懸架的基本功用及性能要求；然后回顧了傳統(tǒng)懸架高度調節(jié)裝置的背景技術和研究現(xiàn)狀，包括手動式和氣動式座高調節(jié)裝置、以及無源式和有源式車高自動調平裝置；最后概述了本文的研究價值和研究內容。 第二章(創(chuàng)新設計及實驗驗證)為彌補傳統(tǒng)懸架高度調節(jié)裝

3、置的各自不足，提出了機械式懸架高度自動調中裝置的創(chuàng)新設計方案。為驗證該方案的可行性和有效性，先以某重型貨車的駕駛員座椅懸架為研究對象，對座高自動調中懸架進行了結構設計和樣機試制，并通過臺架試驗分析初步驗證了該方案的可行性和有效性。針對座高自動調中懸架存在噪聲和摩擦阻尼較大等問題，再以某輕型客車的非獨立后懸架為研究對象，對車高自動調中器進行了改進設計和樣機試制，并通過道路試驗分析進一步驗證了該方案的可行性和有效性：最后，還對原理樣機的結構

4、和性能缺陷進行了改進分析。 第三章(數學建模及仿真分析)首先，按照多體動力學建模方法，建立了手動調中和自動調中座椅懸架的數學模型；為比較兩種座椅懸架的性能差異，采用SimMechanics機構仿真工具，分別在掃頻和正弦地板激勵下對兩種座椅懸架進行了時域和頻域性能的仿真分析。其后，在考慮了不同載荷、非線性懸架剛度和阻尼的基礎上，分別建立了普通和調中車輛懸架的單輪模型；為考察車身俯仰運動對車身姿態(tài)和前照燈照距的影響，進一步建立了兩種

5、車輛懸架的半車模型。最后，基于Simulink仿真環(huán)境，分別在隨機和脈沖路面激勵下對兩種車輛懸架進行了時域和頻域性能的仿真分析，從而得出了機械式車高自動調中懸架的主要特性。 第四章(設計參數的多目標優(yōu)化)根據最優(yōu)化方法的基本理論，通過加權和法建立了車高自動調中器設計參數的多目標優(yōu)化模型，并采用復合形法直接搜索求解出最優(yōu)解：其后依據離散變量優(yōu)化方法，推導出調中組件的選型設計參數，并對優(yōu)化結果進行了檢驗和分析。從而在保證懸架性能的前