复合工况下平顺性优化体系的建立及仿真验证.pdf
《复合工况下平顺性优化体系的建立及仿真验证.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《复合工况下平顺性优化体系的建立及仿真验证.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 10.16638/ki.1671-7988.2023.019.023 10.16638/ki.1671-7988.2023.019.023 复合工况下平顺性优化体系的建立及仿真验证 高 洁1,陈 克2(1.大连交通技师学院(大连市交通口岸职业技术学校)轨道交通系,辽宁 大连 116013;2.沈阳理工大学 汽车与交通学院,辽宁 沈阳 110159)摘要:平顺性优化是提升车辆性能的重要途径。文章基于正交试验设计,建立复合工况下平顺性优化体系。选择平顺性综合评价值和悬架参数作为优化目标和优化变量,确定约束条件和因素水平,编制试验方案。采用仿真试验研究法,完成复合工况下的平顺性试验,分析悬架参数不
2、同因素水平对平顺性影响的主次关系。研究结果表明,复合工况能综合考虑路况条件和车速影响,反映车辆真实行驶状态,悬架参数的最优组合使整车平顺性得到综合提升,验证了平顺性优化体系的合理性和可行性。关键词:平顺性;正交试验设计;综合评价;仿真试验研究法;复合工况 中图分类号:U462 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2023)19-116-07 Establishment and Simulation Verification of Ride Comfort Optimization System under Composite Working Conditions GAO Jie1,C
3、HEN Ke2(1.Rail Transit Department,Dalian Technician College of Transportation(Dalian Traffic and Port Vocational School),Dalian 116013,China;2.College of Automobile and Transportation,Shenyang Ligong University,Shenyang 110159,China)Abstract:Ride comfort optimization is an important aspect to improv
4、e vehicle performance.The ride comfort optimization system under composite working conditions is established based on the orthogonal experimental design in this paper.The comprehensive evaluation value of ride comfort,suspension parameters are selected as the optimization objectives and variables,th
5、e constraint conditions and factor levels are determined,and the test scheme is formulated.The simulation test research method is used to complete the ride comfort test under composite working conditions,and the primary and secondary relationship of different factors of suspension parameters on ride
6、 comfort are analyzed.The test results show that the composite working conditions can reflect the real driving state of the vehicle by considering the influence of road conditions and speed comprehensively.The optimal combination of suspension parameters can comprehensively improve vehicle ride comf
7、ort performance,the rationality and feasibility of the ride comfort optimization 作者简介:高洁(1984),女,博士,高级讲师,研究方向为汽车动力学仿真,E-mail:gaojie_。第 19 期 高 洁,等:复合工况下平顺性优化体系的建立及仿真验证 117 system are verified.Keywords:Ride comfort;Orthogonal experimental design;Comprehensive evaluation;Simulation test research method
8、;Composite working conditions 提升驾乘舒适度1、改善车辆平顺性是在研车型设计和旧款车型升级改造的关键。在影响平顺性的诸多因素中,悬架作为重要的传力连接装置,对提升平顺性影响直接、操作可行、效果明显。在反映真实行车状态的复合工况下,选择科学的优化方法,建立合理的优化体系,分析车辆悬架系统的最佳参数匹配条件,对改善汽车平顺性有重要的实际意义。复合工况下的汽车平顺性优化体系是采用试验设计方法2-4,依据正交试验设计思路5-7,构建一个目标变量明确、参数条件限定、方案执行合理的优化程序8-9,用以解决不同路面工况、不同车速条件、不同测量点等复合试验工况下平顺性的优化问题,
9、确保优化的系统性、全面性和可靠性。本课题将依据正交试验设计理论,首先,建立复合试验工况下平顺性优化体系,选择平顺性综合评价值和悬架弹簧刚度曲线值、减振器阻尼曲线值作为优化目标和优化变量,确定 5 个相关的约束条件,并以10%和20%浮动已设定的优化 变量值,确定 4 个因素水平,选择 L16(45)正交表,编制 16 组试验方案,通过对获取的试验数据进行计算处理,分析悬架系统中不同因素对平顺性的影响程度,得出研究车辆在复合试验工况下行驶时,悬架系统各性能参数的最优组合情况。接着,在指定复合工况下完成平顺性仿真试验,通过数据对比,验证平顺性优化体系的合理性和可行性。1 平顺性非线性仿真试验系统
10、1.1 整车仿真模型 以某型运动型多功能车(Sports Utility Vehicle,SUV)为研究对象,基本参数如表 1 所示。联合 HyperMesh、ANAS、PreSys/VPG 等虚拟仿真技术,建立整车非线性仿真模型,如图 1所示。整车装配后,经统计,整车仿真模型共有538 135 个节点,540 720 个单元模块,其中梁单元32 个,壳单元 527 149 个,实体单元 13 308 个,质量单元 231 个。经测算,模型总质量为 1 620.3 kg,前轴载荷 46%,后轴载荷 54%,该数据与实车参数相匹配,符合仿真试验条件。表 1 车辆基本参数 参数 参数值 参数 参数
11、值 整备质量/kg 1 620 轴距/mm 2 660 排量/L 2.4 前轮距/mm 1 560 长(mm)宽(mm)高(mm)4 6301 8551 720 后轮距/mm 1 560 前悬架类型 麦弗逊式独立 轮胎规格 225/65 R17 后悬架类型 双叉臂式独立 径向刚度/(N/mm)325 前悬架轴荷/kg 854 径向阻尼比 0.05 后悬架轴荷/kg 680 静摩擦系数 0.94 前悬架刚度/(N/mm)31 动摩擦系数 0.74 后悬架刚度/(N/mm)30 胎压/kPa 220 图 1 整车仿真模型 1.2 复合路面仿真模型 为反映车辆真实行驶状态,让研究车辆以不同车速通过不
12、同路面,具体仿真试验工况如表 2所示。首先,基于 HyperMesh 的二次开发,读取和编辑 B 级随机路面和脉冲路面的高程数据,分别创建随机平直路面、随机弯曲路面、脉冲路面几何模型。接着,在 PreSys 中调整三个路面的位置,并将相邻的重叠节点捏合,使三个路面共享边界节点,完成复合路面仿真模型的建立。最后,通118 汽 车 实 用 技 术 2023 年 过 ANSA 软件的网格检查和修复功能,检查路面单元法向,如有问题,需通过修复功能转换单元法向。表 2 试验工况 路面工况 随机平 直路面 随机弯 曲路面 脉冲路面 路长/m 50 30 10 试验车速/(km/h)60 40 20 1.3
13、 仿真试验系统 经整车仿真模型的建立,相关连接和各部分接触的定义以及计算条件的设定后,最终建立平顺性仿真试验系统,如图 2 所示。图 2 仿真试验系统 参照汽车平顺性试验方法(GB/T 49702009)10进行仿真试验,定义模型计算初始步长1.0e6 s,终止时间 8.6 s,计算机每执行 5 000 次循环后记录一次数据。采用计算机辅助工程(Com-puter Aided Engineering,CAE)云计算方式,通过提交仿真模型 K 文件进行计算,获取驾驶员座椅面、驾驶员座椅靠背和驾驶员脚部地板面三个测试点在时域和频域下的仿真试验数据,并计算平顺性综合评价指标,对研究车辆的平顺性做出评
14、价分析。2 复合工况下平顺性优化体系的建立 应用正交试验设计理论,建立复合工况下平顺性优化体系,主要步骤如下:1.选择平顺性优化目标 依据平顺性评价标准以及多层次模糊综合评价体系11-12的内容,选择车辆平顺性综合评价值作为优化目标:()()zmaxnf xExxR=(1)式中,Ez为车辆平顺性综合评价值,是在平顺性综合评价模糊评价集基础上,建立研究车辆在不同试验工况和车内不同测试点位置的平顺性能值关系矩阵,通过考虑不同测试点位置,完成一级模糊评价,再通过考虑不同试验路况,完成二级模糊评价,获得的平顺性综合评价值。2.选择平顺性优化变量 对现有车型平顺性进行优化时,由于相关元件的选择和安装已完
15、成,车辆主要部件结构的修改受功能、成本、工艺等因素的限制。因此,本课题选择对悬架弹簧刚度和减振器阻尼的非线性曲线值进行调整,以实现对研究车辆整车平顺性能的优化提升,同时,也可为新车型的参数设计提供可靠的试验数据和合理的分析结论。平顺性优化变量:xrfrfCCKK=(2)式中,Kf、Kr分别为前后悬架弹簧刚度参数,N/mm;Cf、Cr分别为前后悬架减振器阻尼参数,Ns/mm。3.确定平顺性优化约束条件 为保证在车辆结构参数优化时不影响车辆其他性能,在进行优化时要对悬架进行基本的约束,具体内容如下:1)悬架对称约束 考虑到悬架设计时左右具有对称性,在仿真试验分析时,对车辆进行了简化,设置悬架左右结
16、构和参数相同,即 ff2f1KKK=(3)rr2r1KKK=(4)ff2f1CCC=(5)rr2r1CCC=(6)2)悬架刚度约束 要获得车辆良好的平顺性,就要尽量降低悬架刚度,而悬架刚度的降低会导致车身固有频率的降低,这就要求悬架有较大的静挠度。此外,为尽量减少车身纵向角振动,这就要求后悬架的静挠度要比前悬架的静挠度小一些。已知研究车辆悬架静挠度的设计范围为 100300 mm,则悬架刚度约束:1.03.0fffgmKgm (7)1.03.0rrrgmKgm (8)rfrfrf9.07.0mmKKmm (9)式中,mf、mr分别为前、后悬簧载质量,kg。3)悬架阻尼约束 在车辆悬架减振器阻尼
17、的设计中,振动衰减的快慢程度要用相对阻尼系数体现。已知研究车辆悬架减振器相对阻尼系数的取值范围为 0.25第 19 期 高 洁,等:复合工况下平顺性优化体系的建立及仿真验证 119 0.35,则悬架阻尼约束为 1.07.03.05.0fffgmCgm (10)1.07.03.05.0rrrgmCgm (11)4)悬架动挠度约束 受悬架结构的约束,悬架动行程Dd的取值范围为 7090 mm。为了保证悬架动行程在行驶时撞击限位块的概率小于 0.3%,则悬架动挠度均方根值约束为 df3fdD (12)dr3fdD (13)式中,Dd为悬架动行程,mm;fdf、fdr分别为前、后悬架动挠度均方根值。5
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 复合 工况 平顺 优化 体系 建立 仿真 验证
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。