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SUV双横臂悬架性能分析及优化设计

钱飚 金智林

钱飚,金智林. SUV双横臂悬架性能分析及优化设计[J]. 机械科学与技术,2022,41(4):505-510 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200376
引用本文: 钱飚,金智林. SUV双横臂悬架性能分析及优化设计[J]. 机械科学与技术,2022,41(4):505-510 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200376
QIAN Biao, JIN Zhilin. Performance Analysis and Optimization Design of SUV Double Wishbone Suspension[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(4): 505-510. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200376
Citation: QIAN Biao, JIN Zhilin. Performance Analysis and Optimization Design of SUV Double Wishbone Suspension[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(4): 505-510. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200376

SUV双横臂悬架性能分析及优化设计

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200376
基金项目: 国家自然科学基金项目(51775269)
详细信息
    作者简介:

    钱飚(1996−),硕士研究生,研究方向为车辆系统动力学与控制,1103097928@qq.com

    通讯作者:

    金智林,副教授,硕士生导师,jinzhilin@nuaa.edu.cn

  • 中图分类号: U467.1

Performance Analysis and Optimization Design of SUV Double Wishbone Suspension

  • 摘要: 以某SUV双横臂悬架为研究对象,在Adams car中建立该悬架系统动力学模型,进行仿真试验,根据仿真结果分析各项定位参数随轮跳的变化规律。针对悬架存在的问题,即外倾角、前束角定位参数的变化不满足设计的要求,选择相关硬点,使用Adams/Insight模块对该硬点位置进行多目标优化设计。采用基于响应面模型的D-optimal算法对所选参数进行优化。优化前后对比表明,调整部分硬点坐标后的双横臂悬架有着更优秀的性能,改善了整车的直线行驶稳定性和不足转向特性。优化后的悬架运动学性能满足要求,此次优化设计结果有效。
  • 图  1  双横臂前悬架模型

    图  2  平行轮跳-车轮外倾角变化曲线

    图  3  平行轮跳-主销后倾角变化曲线

    图  4  平行轮跳-车轮前束角变化曲线

    图  5  平行轮跳-主销内倾角变化曲线

    图  6  优化前后车轮外倾角变化曲线

    图  7  优化前后主销后倾角变化曲线

    图  8  优化前后车轮前束角变化曲线

    图  9  优化前后主销内倾角变化曲线

    表  1  SUV车辆参数

    参数名称数值参数名称数值
    车辆高度 2.18 m 质心高度 1 m
    轮距 1.52 m 轴距 2.98 m
    质心与前轴距 1.2 m 质心与后轴距 1.78 m
    侧倾中心高度 0.25 m 车轮半径 0.3 m
    簧载质量 1 600 kg 非簧载质量 240 kg
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    表  2  双横臂悬架初始硬点坐标

    硬点模型硬点名称坐标
    轮心 Wheel_center (0, −760, 300)
    上摆臂前点 Uca_front (−200, −450, 525)
    上摆臂后点 Uca_rear (250, −490, 530)
    上摆臂外点 Uca_outer (40, −675, 525)
    下摆臂前点 Lca_front (−200, −400, 150)
    下摆臂后点 Lca_rear (200, −450, 155)
    下摆臂外点 Lca_outer (0, −750, 100)
    转向横拉杆外端点 Tierod_outer (150, −750, 300)
    转向横拉杆内端点 Tierod_inner (200, −382, 300)
    副车架前点 Subframe_front (−400, −450, 150)
    副车架后点 Subframe_rear (400, −450, 150)
    减震器下点 Low_strut_mount (0, −600, 150)
    减震器上点 Top_mount (40, −500, 650)
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    表  3  平行轮跳参数设定

    Simulation optionsSimulation settings
    Suspension analysis Parallel travel
    Suspension assembly double_wishbone_suspension
    Output prefix parallel
    Number of steps 100
    Mode of simulation Interactive
    Vertical setup mode Wheel center
    Bump travel 50
    Rebound travel −50
    Travel relative to Wheel center
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    表  4  优化前后硬点坐标对比

    硬点名称初始坐标优化坐标
    Lca_front.x −200 −200
    Lca_front.y −400 −397
    Lca_front.z 150 142
    Lca_rear.x 200 200
    Lca_rear.y −450 −445
    Lca_rear.z 155 145
    Lca_outer.x 0 −6.7
    Lca_outer.y −750 −753.5
    Lca_outer.z 100 100
    Tierod_outer.x 150 157
    Tierod_outer.y −750 −750.8
    Tierod_outer.z 300 290
    下载: 导出CSV
  • [1] 张俊红, 洪刘生, 杨文钊, 等. 车辆悬架系统及其性能评价综述[J]. 机械设计与研究, 2015, 31(6): 147-153

    ZHANG J H, HONG L S, YANG W Z, et al. Review of technique application and performance evaluation for the vehicle suspension system[J]. Machine Design & Research, 2015, 31(6): 147-153 (in Chinese)
    [2] 李广, 刘芳, 檀润华, 等. 引入悬架K&C特性参数的汽车操纵稳定性数学模型[J]. 中国机械工程, 2018, 29(11): 1316-1323 doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2018.11.010

    LI G, LIU F, TAN R H, et al. Mathematical model of vehicle handling stability based on suspension K&C characteristics parameters[J]. China Mechanical Engineering, 2018, 29(11): 1316-1323 (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-132X.2018.11.010
    [3] DONALD B. Car suspension and handing[M]. London: Pentech Press, 1987
    [4] 耶尔森·赖姆帕尔. 汽车底盘基础[M]. 张洪欣, 余卓平, 译. 北京: 科学普及出版社, 1992: 136-176

    JORNSEN R. Automotive chassis element[M]. ZHANG H X, YU Z P, trans. Beijing: Popular Science Press, 1992: 136-176 (in Chinese)
    [5] 李鹏. 重型载货牵引汽车电控后空气悬架系统研发[D]. 西安: 长安大学, 2017

    LI P. The research and development of behind air spring suspension system of electronic control in heavy pickup tractor truck[D]. Xi' an: Chang' an University, 2017 (in Chinese)
    [6] 章新杰, 徐仁辉, 贺冠杰. 主动变结构悬架研究现状综述[J]. 汽车文摘, 2019(6): 17-21

    ZHANG X J, XU R H, HE G J. Review on active geometry suspension[J]. Automotive Digest, 2019(6): 17-21 (in Chinese)
    [7] NABAWY A E, ABDELRAHMAN A A, ABDALLA W S, et al. Analysis of the dynamic behavior of the double wishbone suspension system[J]. International Journal of Applied Mechanics, 2019, 11(5): 1950044 doi: 10.1142/S1758825119500443
    [8] 周鑫. 重型汽车双横臂独立悬架设计研究[D]. 镇江: 江苏大学, 2016

    ZHOU X. Research on double wishbone independent suspensions design of heavy-duty vehicles[D]. Zhenjiang: Jiangsu University, 2016 (in Chinese)
    [9] LI P, HUANG Y B, LI H Y, et al. Efficient modelling and optimization for double wishbone suspensions based on a non-adaptive sampling sparse response surface[J]. Engineering Optimization, 2019, 51(2): 286-300 doi: 10.1080/0305215X.2018.1458846
    [10] 陈辛波, 梁栋, 武晓俊, 等. 线控独立转向-悬架导向机构的设计与分析[J]. 同济大学学报, 2014, 42(10): 1567-1571 doi: 10.11908/j.issn.0253-374x.2014.10.017

    CHEN X B, LIANG D, WU X J, et al. Design and analysis of suspension guiding mechanism of independent steer-by-wire system[J]. Journal of Tongji University, 2014, 42(10): 1567-1571 (in Chinese) doi: 10.11908/j.issn.0253-374x.2014.10.017
    [11] XU J L, SONG W. Analysis and research on vehicle handling stability of the trapezoidal link rear independent suspension by ADAMS/CAR[J]. Applied Mechanics and Materials, 2016, 851: 352-358 doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.851.352
    [12] ZHANG J J, JIA X J, ZHAO Z Y, et al. Optimization of positioning parameters for McPherson front suspension based on ADAMS/Car[C]//2015 International Conference on Computer Science and Mechanical Automation. Hangzhou: IEEE, 2015: 297-301
    [13] 刘鹏. 电动轮驱动汽车双横臂悬架运动学特性分析及优化[D]. 长春: 吉林大学, 2017

    LIU P. Analysis and optimization of kinematics characteristics for double wishbone suspension of motorized-driven electric vehicle[D]. Changchun: Jilin University, 2017 (in Chinese)
    [14] 张向东. 汽车双横臂独立悬架动力学建模与优化设计[D]. 长春: 吉林大学, 2017

    ZHANG X D Study on the dynamic modeling and optimization design of two control arm independent suspension[D]. Changchun: Jilin University, 2017 (in Chinese)
    [15] 日本自动车技术会. 汽车工程手册-5-底盘设计篇[M]. 中国汽车工程学会组, 译. 北京: 北京理工大学出版社, 2010

    Society of Automotive Engineering of Japan. Automotive technology handbook-5[M]. China Society of Automotive Engineers, trans. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2010 (in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-20
  • 录用日期:  2021-12-16
  • 网络出版日期:  2022-05-11
  • 刊出日期:  2022-09-05

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