汽车前悬架的多体动力学仿真及优化
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表 １ 测量 函数计算公式
＾ 山 ） ０Ｊ Ｅ Ｓ
一
一
Ｉ ｒ Ｉ Ｉ１ ｅ １ ｔ ２ ５ 追 ０ ｅ Ｉ ｒ互 １ ４ ｅ０ ｔ ｅ ０ － ２ Ｉ ｒ３ ３４ １ － １ ｆ ／ ： 。３ Ｏ ｅ ｅ
ｌ ｔ ４ ：３ ４ ３ 一 ０ 、 ． ７ ｅ ０１
—
ＤＶ ７ ５ ００ ０ ．０
５ ８６ ０ ．ｌ ５ ５５ １． ４
Ｄ ８ Ｖ ９０ ０ ．０ ｏ
６４ ２ ．７ ７ ７３ ９ ．２ ３
ＤＶ ９ １．０ ００ ０
１．８ ０４ ５ ｌ ．４ ０５ ７
３ 、模型 的优化计算
当车 轮上 下跳 动 时 ，具有 双横 臂独 立前 悬 架 的
现 做 以下假 设 ［：所 有 零 部件 都 是 刚 体 ，减 震器 简 相 连 。对测 试 平 台添 加移 动副 ，在 车 轮和 测试 平 台 ２ ］
第一作者简介 ：马建新 ，硕士研究生 ，主要从事汽车动力学仿真 。
３ １
汽车实用技术
２１ ０ ２年第 ４ 期
之 间添加 点 、面约 束副 。
５６２ ２ ．９
７１８ ．０ ７
１ ．８ ０５ ５
４ 、结 论
本文 以 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ为仿真平台，建立汽车前悬架
将车轮侧 向滑移量作为优化 目标 ，尽量获得最
／ ２ 小值 。优 化变 量 为 Ｄ ４ Ｖ ， 指 ：上 横臂 长 的 １ 多体动 力学模 型 。添加 驱动 和 目标 函数 后 ， Ｖ ～Ｄ ９分别 度、上横臂横 Ｘ 面角度 、上横臂 Ｘ Ｙ Ｚ面角度、下 通过 仿真 计算 得到 前轮 侧 向滑 移量 随车 轮跳 动 的变
汽 车 实 用 技 术
２ １ 年 第４ ０ ２ 期
２ ２ Ｎ０ Ｏ１ ．４
设 计 研 究
ＡＵ ＯＭ Ｔ ＯＢＩ Ｅ Ａ ＬＩ Ｄ ＴＥ ］ ＯＬ Ｙ Ｌ ＰＰ Ｅ Ｃｔ Ｎ ０Ｇ
汽车前悬架 的多体 动力学仿真及优化
马建新 ，林 小凤 ，刘志杰
（． 大 学汽车 学 院 ，陕西 西安 ７０ ６ ；２陕西 欧舒特 汽 车股 份有 限公 司 ，陕西 西安 ７０ ４ ） １ 长安 １０ ４ ． １０３
马建新等 ：汽车前悬架 的多体动力 学仿真及优化
３ ２
化 结 果非 常理 想 。该款 轿 车前 悬架 改进工 作 可 以将 【 ２ ］孙义杰，巢凯年． Ｄ ＭＳ ＩＷ 在汽车前悬架仿真应用 Ａ Ａ ／Ｅ Ｖ
优 化 设计 所得 到 的参 数作 为参 考 。本 文提 供 的基 于 Ａ ＤＡＭＳ 的轿 车悬 架优 化 方法 简单 、快 捷 、准确 ， 可重 复 性及效 率很 高 。
反力 、纵 向反 力 （ 制动 力 和驱 动力 ）和侧 向反 力 以 双 横臂 前悬 架左 右对 称 于汽 车 纵 向平面 ，因此 只需 及 这些 反 力所造 成 的 力矩 传递 到车 架 上 ，保证 汽 车 创建左侧 的悬架模型来进行分析。 的正 常行驶 ［。 １ １
ＳＰ
双横臂式独立悬架分为两种形式 ：等摆臂和不
＼＼
＼ ＼
１０ ００
．
２ 、模 型 的仿 真 分 析
．
根据 建立 的双 横 臂独 立悬架 模 型 ，在车 轮和 测 试 平 台接触 点 处建立 两个 点 ｐ ｉｔｌ和 ｐ ｉ ２ ｏｎ ｏｎ ，分 ｔ
＿ ＿
恤Ｏ
＿
矗 Ｏ
０ ０ ．
５ ０
１ ０ ． ０
１０ ５ ．
加 ！ｓ Ｒｌ ａ ｉ ．ｌｌ
优 化 效果 十分 明显 。
关 键词 ：双 横臂 独立 前悬 架 ；Ａ Ａ Ｄ ＭＳ；侧 向滑 移量 ；优 化设 计 汽 车悬 架 是车 架 与车 桥之 间 的一 切传 力 、连 接 化 为线 性弹 簧和 阻尼 ， 各运 动副 的摩 擦力Baidu Nhomakorabea忽 略不计 ，
装 置 的总称 ，其 作 用 是将 路面 作用 于 车轮 上 的垂直 轮胎简化为刚性体，车身与大地 固连在一起 。由于
Ｌ ｍＩ 唧 Ｉ Ｉ ｝
２ ２３ ２ １３ ０ － － ０ ： １０２ ：２ ６ ３
图 ２ 轮侧 向滑移量 的运动学特性 曲线
５Ｏ 。 Ｔｉ ｍｅ：１ ０ ．ＯＯ — Ｉ ｒＯ ９ ５ ０ ０ ｔ ： ｅ ９ １
一
别属 于车 轮和 测试 平 台 。从而得 到 前轮 接地 点侧 向 滑移 量和 车轮跳 动 量的测 量 函数 ，如表 １ 所示 。
横臂长度、下横臂 Ｘ Ｙ面角度、下横臂 Ｘ Ｚ面角度 。 化 曲线 ，并对 其进 行 了优 化设 计 。前轮 侧 向滑移 量 ３３２ ．１５ 采用 Ｏ Ｔ Ｅ ．Ｑ Ｐ Ｄ ＳＳ Ｐ算法经过 ６ 步迭代运算， 得 由优 化前 的 １．３ｍｍ，到优 化后 的 １１６ ｍｍ，优
２１ ０ ２年第 ４ 期
名 称 蛳
侧 向滑移量 车轮跳动量
啪
测量 函数计算公式 ∞
＿ ＿
－ 丝 ： 兰
＿
！
Ｄ Ｗｈ ｅ． ｏｎ ｌ ｇ ｏ ｎ ． ｏ ｎ ２ Ｘ（ ｅ１ｐ ｉｔ ， ｒ ｕ ｄ ｐ ｉ ｔ ） ＤＹ Ｗｈ ｅ． ｏｎ ｌ ｇ ｏ ｎ ． ｏ ｎ ２ （ ｅ１ｐ ｉｔ ， ｒ ｕ ｄ ｐ ｉ ｔ ）
＿
图 ３ 目标 函数随迭 代次数的变化 曲线
为 了真 实 的反映 汽车 行驶 时 的路 面状况 ， 以大
目前 中高 级轿车 基 本都采 用 宽 断面轮 胎 ，轮胎
￣５ 地和 测 试平 台之 间 的移动 副 为驱动 副 ，方 向 为通过 可容许 轮 距的改 变在每 个车 轮上达 到 ４ ｍｍ 而不 ｐ ｉｔ１的 Ｚ轴正 向 。 ｏｎ 驱动 函数 为： ｓ（ｍｅ＝ ０ ｓ 致使 车轮沿 路面 滑移 。 目标 函数 及设 计变 量变 化数 Ｄｉ ｔ ） ８ ＊ｉ ｐｉ ｎ
参 考 文 献
［】陈家瑞 ，马天飞． １ 汽车构造 （ ５ ）［ ．人 民交通 出版 第 版 Ｍ］
摘
要 ：通过测量某款轿车的双横臂独立前悬架的结构数据，以 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ 为仿真平台，建立汽车
前悬架的 １ 多体动力学模型。 ／ ２ 为了模拟真实的行驶工况， 在仿真模型车轮的底部添加地面激励 。
通 过仿 真计 算得 到前 轮接 地 点侧 向滑移 量 随车轮 跳动 的变 化 曲线 ，并对其 进行 了优 化设 计 。优 化 结 果十 分 明显 ，前轮 接地 点 的最大 侧 向滑移 量 由最初 的 １． ２ ３３ ｍｍ，下 降 到优 化后 的 １ １５ ３ ． ６ｍｍ， １
．
（６ｄｔ ） ３ ０ ＇ｍｅ。即测试平 台的最 大位 移量 为 ±８ｍ ｉ ０ ｍ。
据 如表 ２所示 。 由表 ２可 以看 出 ，悬 架在优 化前 的
３ ３ｍ ３ 仿真得出前轮侧向滑移量的运动学特性 曲线如图 ２ 所 车轮侧 向滑移量为 １． ２ ｍ，经过优化之后 降到 ． ６ｍｍ，优 化效 果 比较 明显 。可 见初始 的悬 架结 １ 示 。从图中不难看 出在车轮上跳过程 中，前轮侧 向滑 １ １５
移量从 ０增加到 ６１２ ｍ；在车轮 下跳过程 中，前轮 构数 据不 是很理 想 ，因此 该轿 车前悬 架 需要优 化 。 ． ｍ ４ 侧 向滑移 量从 ０增加到 １． ２ ３ ２ｍｍ。 ３ 上跳过程 中前轮侧 向滑 移量变化 比较缓慢 。
Ｉｒ Ｆ ｔ ｅ ＵＮ Ｏ １ ．３ ３３２
等 摆 臂 ，这种 悬架 被 广泛 用在 轿车 前 轮上 。双 横 臂 式 独立 悬架 上 、下 摆臂 的内端 分别 通 过铰链 跟 车架
相连，二者的外端分别通过球头与转 向节相连 。双
向作用 筒 式减 震器 的上 下 两端 分别 与 车架 和下 摆 臂 的支撑 盘 相连 。螺 旋 弹簧 套在 减震 器 上 ，上下 两 端
销长 ３ ０ ３ ｍｍ，主销 内倾角 ５ ，主销后倾角 ２５ ； 。 ．。
到 目标 函数 的最优 解 。 目标 函数随 着迭 代 次数 的变
Ｆ。 Ｒ ＵＰ ｓ
某款轿车的双横臂独立前悬架的结构数据为：主 化 曲线 如 图 ３ 示 。 所
上横臂长 ３０ ４ｍｍ，上横臂 ＸＹ 面 角度 １。 ，上横臂 ０ Ｘ Ｚ面角度．。 ；下横臂长度 ５０ ５ ０ｍｍ，下横臂 ＸＹ 面
角度 ９ 下横臂 Ｘ 。， Ｚ面角度 １。； ０ 轮胎半径 ３ ５ ｍ， ７ｍ
胎面 宽 ２ ５ １ｍｍ，车轮前 束 ０２ ．。。在 Ａ ＭＳ、 ＤＡ 厂Ⅲｗ ， 模块 建立 的双横臂独立前悬架模型如 图 １ 所示 ［ ４ ］ 。
＼ ＼ ＼
＼
Ｉ ｅ 嗍０ 一ｅｓ 出 『 ｔ Ｌ ｓ ｆ 删』 日
本文以 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ软件 为平 台，采用 某款 轿 车 的 臂 、拉 臂 、转 向拉杆 、转 向节 、减 震器 、车 轮和 测 双 横臂 独立 前悬 架 的 结构 数据 ，建 立 双横 臂悬 架 的 试 平 台共 ９个 部件组 成 。减震 器上 端与 车 身相连 ， 仿 真模 型 ，并进 行仿 真分 析和优 化 设计 。 下 端支 撑于 上横 臂 。 主销 的上 下两 端通 过球 形 副 ，
分别支撑于车架横梁上的支撑座和下摆臂上的支撑
盘 内。双 横臂悬 架 的优 点 是通 过选 择 不 同的横 臂 长 度 ，将 汽 车前轮 定 位 参数 以及 车轮 跳 动 时轮距 的变 化 控制 在 合理 的 范围之 内，从 而提 高汽 车 行驶 的平 顺 性和 方 向稳 定性 。同 时，双 横臂 悬 架 的上 、下 摆 臂 可 以有 效的 分担 横 向作用 力 ，令 车 身在 过弯 时更
加平 稳 ，并且能 够提 高轮 胎 的贴地 性 。
图 １ 双横 臂独立悬 架 ＡＤ ＭＳ模型 Ａ
１测试 平 台 ；２车 轮 ；３转 向节 ：４主 销 ：５减震 器 ； ． ． ． ． ． ６上横 臂 ７转 向拉杆 ； ． ． ８拉臂 ； ． ９下横 臂 ．
双 横 臂 独立 悬 架包 括 Ｌ： 主销 、上 横 臂 、下 横 ３ ｊ
１ 、双横臂独立悬架模型的建立
分别与上、下横臂的左端相连 。上下横臂的右端分
别 通过 旋转 副与 车 身相连 ， 可相 对 于车 身上 下摆动 。
由于双横臂独立悬架的结构 比较复杂 ，因此在 转 向节和拉臂通过固定副与主销相连 。转 向拉杆右 建 立其 多体 动 力学 仿真 模 型 时必须 忽 略次 要 因素 ， 端 通过 球 形副 与车 身 相连 ，左 端通 过 球形 副与 拉臂
及 优 化 分 析 ［ ．西 华 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊ ］ ，
２ ０ ，４６： —７ ０ ５２ （） ３１ １
［】鲁春艳 ． ３ 基于 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ 的双 横臂 前悬 架的虚拟 设计及优 化 ［ ．机电产品开发与创 新，２ ０ ，２ （） ２ ．２ Ｊ ］ ０ ９ ２２： ２１４ １
１ ．８ ０５ ５
车轮平面倾斜很小， 但是车轮的侧 向滑移量却很大 ， 因此合理的选择上下横臂的长度以及安装角度，可
以最 大 限度 的降低 车 轮侧 向滑 移量 ，同时减 小 车轮 定位 参数 的变 化 。
５
１１ ６ ．１ ５
３ ７６ １ ．３
１ ．８ ３６ ５
４８ ５ ．５ ７
Ｉ ２
３
４
１ ８６ ． １ ４
１１ ６ ．ｌ５
３ ００ ０ ．０
３ ７６ ｌ ．３
１ ．０ ５Ｏ０
１ ．８ ３６ ５
４７ ７ ．５ ３
４８ ５ ．５ ７
５ ４５ ３ ．９
５ ６２ ２ ．９
７９ ３ ．３ ７
７１８ ．０ ７
ｌ ．７ ０７ ０
３４ ０ ．１ ９ ２０ ３ ． ８ ４
表 ２ 目标 函数及设计变量变化表
ＤＶ ４ ３ ００ ４ ．ｏ
３ １６ ３ ．０ ３ ６３ ｌ ＿３
ＤＶ ５ １ ．０ ０００
１ ，２ ３５７ ｌ ．８ ３５７
ＤＶ ６ ５０ ０ ．０ ０
４８ ５ ．５ ６ ４８ ５ ．６１
＾ 山 ） ０Ｊ Ｅ Ｓ
一
一
Ｉ ｒ Ｉ Ｉ１ ｅ １ ｔ ２ ５ 追 ０ ｅ Ｉ ｒ互 １ ４ ｅ０ ｔ ｅ ０ － ２ Ｉ ｒ３ ３４ １ － １ ｆ ／ ： 。３ Ｏ ｅ ｅ
ｌ ｔ ４ ：３ ４ ３ 一 ０ 、 ． ７ ｅ ０１
—
ＤＶ ７ ５ ００ ０ ．０
５ ８６ ０ ．ｌ ５ ５５ １． ４
Ｄ ８ Ｖ ９０ ０ ．０ ｏ
６４ ２ ．７ ７ ７３ ９ ．２ ３
ＤＶ ９ １．０ ００ ０
１．８ ０４ ５ ｌ ．４ ０５ ７
３ 、模型 的优化计算
当车 轮上 下跳 动 时 ，具有 双横 臂独 立前 悬 架 的
现 做 以下假 设 ［：所 有 零 部件 都 是 刚 体 ，减 震器 简 相 连 。对测 试 平 台添 加移 动副 ，在 车 轮和 测试 平 台 ２ ］
第一作者简介 ：马建新 ，硕士研究生 ，主要从事汽车动力学仿真 。
３ １
汽车实用技术
２１ ０ ２年第 ４ 期
之 间添加 点 、面约 束副 。
５６２ ２ ．９
７１８ ．０ ７
１ ．８ ０５ ５
４ 、结 论
本文 以 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ为仿真平台，建立汽车前悬架
将车轮侧 向滑移量作为优化 目标 ，尽量获得最
／ ２ 小值 。优 化变 量 为 Ｄ ４ Ｖ ， 指 ：上 横臂 长 的 １ 多体动 力学模 型 。添加 驱动 和 目标 函数 后 ， Ｖ ～Ｄ ９分别 度、上横臂横 Ｘ 面角度 、上横臂 Ｘ Ｙ Ｚ面角度、下 通过 仿真 计算 得到 前轮 侧 向滑 移量 随车 轮跳 动 的变
汽 车 实 用 技 术
２ １ 年 第４ ０ ２ 期
２ ２ Ｎ０ Ｏ１ ．４
设 计 研 究
ＡＵ ＯＭ Ｔ ＯＢＩ Ｅ Ａ ＬＩ Ｄ ＴＥ ］ ＯＬ Ｙ Ｌ ＰＰ Ｅ Ｃｔ Ｎ ０Ｇ
汽车前悬架 的多体 动力学仿真及优化
马建新 ，林 小凤 ，刘志杰
（． 大 学汽车 学 院 ，陕西 西安 ７０ ６ ；２陕西 欧舒特 汽 车股 份有 限公 司 ，陕西 西安 ７０ ４ ） １ 长安 １０ ４ ． １０３
马建新等 ：汽车前悬架 的多体动力 学仿真及优化
３ ２
化 结 果非 常理 想 。该款 轿 车前 悬架 改进工 作 可 以将 【 ２ ］孙义杰，巢凯年． Ｄ ＭＳ ＩＷ 在汽车前悬架仿真应用 Ａ Ａ ／Ｅ Ｖ
优 化 设计 所得 到 的参 数作 为参 考 。本 文提 供 的基 于 Ａ ＤＡＭＳ 的轿 车悬 架优 化 方法 简单 、快 捷 、准确 ， 可重 复 性及效 率很 高 。
反力 、纵 向反 力 （ 制动 力 和驱 动力 ）和侧 向反 力 以 双 横臂 前悬 架左 右对 称 于汽 车 纵 向平面 ，因此 只需 及 这些 反 力所造 成 的 力矩 传递 到车 架 上 ，保证 汽 车 创建左侧 的悬架模型来进行分析。 的正 常行驶 ［。 １ １
ＳＰ
双横臂式独立悬架分为两种形式 ：等摆臂和不
＼＼
＼ ＼
１０ ００
．
２ 、模 型 的仿 真 分 析
．
根据 建立 的双 横 臂独 立悬架 模 型 ，在车 轮和 测 试 平 台接触 点 处建立 两个 点 ｐ ｉｔｌ和 ｐ ｉ ２ ｏｎ ｏｎ ，分 ｔ
＿ ＿
恤Ｏ
＿
矗 Ｏ
０ ０ ．
５ ０
１ ０ ． ０
１０ ５ ．
加 ！ｓ Ｒｌ ａ ｉ ．ｌｌ
优 化 效果 十分 明显 。
关 键词 ：双 横臂 独立 前悬 架 ；Ａ Ａ Ｄ ＭＳ；侧 向滑 移量 ；优 化设 计 汽 车悬 架 是车 架 与车 桥之 间 的一 切传 力 、连 接 化 为线 性弹 簧和 阻尼 ， 各运 动副 的摩 擦力Baidu Nhomakorabea忽 略不计 ，
装 置 的总称 ，其 作 用 是将 路面 作用 于 车轮 上 的垂直 轮胎简化为刚性体，车身与大地 固连在一起 。由于
Ｌ ｍＩ 唧 Ｉ Ｉ ｝
２ ２３ ２ １３ ０ － － ０ ： １０２ ：２ ６ ３
图 ２ 轮侧 向滑移量 的运动学特性 曲线
５Ｏ 。 Ｔｉ ｍｅ：１ ０ ．ＯＯ — Ｉ ｒＯ ９ ５ ０ ０ ｔ ： ｅ ９ １
一
别属 于车 轮和 测试 平 台 。从而得 到 前轮 接地 点侧 向 滑移 量和 车轮跳 动 量的测 量 函数 ，如表 １ 所示 。
横臂长度、下横臂 Ｘ Ｙ面角度、下横臂 Ｘ Ｚ面角度 。 化 曲线 ，并对 其进 行 了优 化设 计 。前轮 侧 向滑移 量 ３３２ ．１５ 采用 Ｏ Ｔ Ｅ ．Ｑ Ｐ Ｄ ＳＳ Ｐ算法经过 ６ 步迭代运算， 得 由优 化前 的 １．３ｍｍ，到优 化后 的 １１６ ｍｍ，优
２１ ０ ２年第 ４ 期
名 称 蛳
侧 向滑移量 车轮跳动量
啪
测量 函数计算公式 ∞
＿ ＿
－ 丝 ： 兰
＿
！
Ｄ Ｗｈ ｅ． ｏｎ ｌ ｇ ｏ ｎ ． ｏ ｎ ２ Ｘ（ ｅ１ｐ ｉｔ ， ｒ ｕ ｄ ｐ ｉ ｔ ） ＤＹ Ｗｈ ｅ． ｏｎ ｌ ｇ ｏ ｎ ． ｏ ｎ ２ （ ｅ１ｐ ｉｔ ， ｒ ｕ ｄ ｐ ｉ ｔ ）
＿
图 ３ 目标 函数随迭 代次数的变化 曲线
为 了真 实 的反映 汽车 行驶 时 的路 面状况 ， 以大
目前 中高 级轿车 基 本都采 用 宽 断面轮 胎 ，轮胎
￣５ 地和 测 试平 台之 间 的移动 副 为驱动 副 ，方 向 为通过 可容许 轮 距的改 变在每 个车 轮上达 到 ４ ｍｍ 而不 ｐ ｉｔ１的 Ｚ轴正 向 。 ｏｎ 驱动 函数 为： ｓ（ｍｅ＝ ０ ｓ 致使 车轮沿 路面 滑移 。 目标 函数 及设 计变 量变 化数 Ｄｉ ｔ ） ８ ＊ｉ ｐｉ ｎ
参 考 文 献
［】陈家瑞 ，马天飞． １ 汽车构造 （ ５ ）［ ．人 民交通 出版 第 版 Ｍ］
摘
要 ：通过测量某款轿车的双横臂独立前悬架的结构数据，以 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ 为仿真平台，建立汽车
前悬架的 １ 多体动力学模型。 ／ ２ 为了模拟真实的行驶工况， 在仿真模型车轮的底部添加地面激励 。
通 过仿 真计 算得 到前 轮接 地 点侧 向滑移 量 随车轮 跳动 的变 化 曲线 ，并对其 进行 了优 化设 计 。优 化 结 果十 分 明显 ，前轮 接地 点 的最大 侧 向滑移 量 由最初 的 １． ２ ３３ ｍｍ，下 降 到优 化后 的 １ １５ ３ ． ６ｍｍ， １
．
（６ｄｔ ） ３ ０ ＇ｍｅ。即测试平 台的最 大位 移量 为 ±８ｍ ｉ ０ ｍ。
据 如表 ２所示 。 由表 ２可 以看 出 ，悬 架在优 化前 的
３ ３ｍ ３ 仿真得出前轮侧向滑移量的运动学特性 曲线如图 ２ 所 车轮侧 向滑移量为 １． ２ ｍ，经过优化之后 降到 ． ６ｍｍ，优 化效 果 比较 明显 。可 见初始 的悬 架结 １ 示 。从图中不难看 出在车轮上跳过程 中，前轮侧 向滑 １ １５
移量从 ０增加到 ６１２ ｍ；在车轮 下跳过程 中，前轮 构数 据不 是很理 想 ，因此 该轿 车前悬 架 需要优 化 。 ． ｍ ４ 侧 向滑移 量从 ０增加到 １． ２ ３ ２ｍｍ。 ３ 上跳过程 中前轮侧 向滑 移量变化 比较缓慢 。
Ｉｒ Ｆ ｔ ｅ ＵＮ Ｏ １ ．３ ３３２
等 摆 臂 ，这种 悬架 被 广泛 用在 轿车 前 轮上 。双 横 臂 式 独立 悬架 上 、下 摆臂 的内端 分别 通 过铰链 跟 车架
相连，二者的外端分别通过球头与转 向节相连 。双
向作用 筒 式减 震器 的上 下 两端 分别 与 车架 和下 摆 臂 的支撑 盘 相连 。螺 旋 弹簧 套在 减震 器 上 ，上下 两 端
销长 ３ ０ ３ ｍｍ，主销 内倾角 ５ ，主销后倾角 ２５ ； 。 ．。
到 目标 函数 的最优 解 。 目标 函数随 着迭 代 次数 的变
Ｆ。 Ｒ ＵＰ ｓ
某款轿车的双横臂独立前悬架的结构数据为：主 化 曲线 如 图 ３ 示 。 所
上横臂长 ３０ ４ｍｍ，上横臂 ＸＹ 面 角度 １。 ，上横臂 ０ Ｘ Ｚ面角度．。 ；下横臂长度 ５０ ５ ０ｍｍ，下横臂 ＸＹ 面
角度 ９ 下横臂 Ｘ 。， Ｚ面角度 １。； ０ 轮胎半径 ３ ５ ｍ， ７ｍ
胎面 宽 ２ ５ １ｍｍ，车轮前 束 ０２ ．。。在 Ａ ＭＳ、 ＤＡ 厂Ⅲｗ ， 模块 建立 的双横臂独立前悬架模型如 图 １ 所示 ［ ４ ］ 。
＼ ＼ ＼
＼
Ｉ ｅ 嗍０ 一ｅｓ 出 『 ｔ Ｌ ｓ ｆ 删』 日
本文以 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ软件 为平 台，采用 某款 轿 车 的 臂 、拉 臂 、转 向拉杆 、转 向节 、减 震器 、车 轮和 测 双 横臂 独立 前悬 架 的 结构 数据 ，建 立 双横 臂悬 架 的 试 平 台共 ９个 部件组 成 。减震 器上 端与 车 身相连 ， 仿 真模 型 ，并进 行仿 真分 析和优 化 设计 。 下 端支 撑于 上横 臂 。 主销 的上 下两 端通 过球 形 副 ，
分别支撑于车架横梁上的支撑座和下摆臂上的支撑
盘 内。双 横臂悬 架 的优 点 是通 过选 择 不 同的横 臂 长 度 ，将 汽 车前轮 定 位 参数 以及 车轮 跳 动 时轮距 的变 化 控制 在 合理 的 范围之 内，从 而提 高汽 车 行驶 的平 顺 性和 方 向稳 定性 。同 时，双 横臂 悬 架 的上 、下 摆 臂 可 以有 效的 分担 横 向作用 力 ，令 车 身在 过弯 时更
加平 稳 ，并且能 够提 高轮 胎 的贴地 性 。
图 １ 双横 臂独立悬 架 ＡＤ ＭＳ模型 Ａ
１测试 平 台 ；２车 轮 ；３转 向节 ：４主 销 ：５减震 器 ； ． ． ． ． ． ６上横 臂 ７转 向拉杆 ； ． ． ８拉臂 ； ． ９下横 臂 ．
双 横 臂 独立 悬 架包 括 Ｌ： 主销 、上 横 臂 、下 横 ３ ｊ
１ 、双横臂独立悬架模型的建立
分别与上、下横臂的左端相连 。上下横臂的右端分
别 通过 旋转 副与 车 身相连 ， 可相 对 于车 身上 下摆动 。
由于双横臂独立悬架的结构 比较复杂 ，因此在 转 向节和拉臂通过固定副与主销相连 。转 向拉杆右 建 立其 多体 动 力学 仿真 模 型 时必须 忽 略次 要 因素 ， 端 通过 球 形副 与车 身 相连 ，左 端通 过 球形 副与 拉臂
及 优 化 分 析 ［ ．西 华 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊ ］ ，
２ ０ ，４６： —７ ０ ５２ （） ３１ １
［】鲁春艳 ． ３ 基于 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ 的双 横臂 前悬 架的虚拟 设计及优 化 ［ ．机电产品开发与创 新，２ ０ ，２ （） ２ ．２ Ｊ ］ ０ ９ ２２： ２１４ １
１ ．８ ０５ ５
车轮平面倾斜很小， 但是车轮的侧 向滑移量却很大 ， 因此合理的选择上下横臂的长度以及安装角度，可
以最 大 限度 的降低 车 轮侧 向滑 移量 ，同时减 小 车轮 定位 参数 的变 化 。
５
１１ ６ ．１ ５
３ ７６ １ ．３
１ ．８ ３６ ５
４８ ５ ．５ ７
Ｉ ２
３
４
１ ８６ ． １ ４
１１ ６ ．ｌ５
３ ００ ０ ．０
３ ７６ ｌ ．３
１ ．０ ５Ｏ０
１ ．８ ３６ ５
４７ ７ ．５ ３
４８ ５ ．５ ７
５ ４５ ３ ．９
５ ６２ ２ ．９
７９ ３ ．３ ７
７１８ ．０ ７
ｌ ．７ ０７ ０
３４ ０ ．１ ９ ２０ ３ ． ８ ４
表 ２ 目标 函数及设计变量变化表
ＤＶ ４ ３ ００ ４ ．ｏ
３ １６ ３ ．０ ３ ６３ ｌ ＿３
ＤＶ ５ １ ．０ ０００
１ ，２ ３５７ ｌ ．８ ３５７
ＤＶ ６ ５０ ０ ．０ ０
４８ ５ ．５ ６ ４８ ５ ．６１