重型汽车转向杆系刚柔耦合分析及优化

• 作 者: 杨永旺
• 机 构: 合肥工业大学
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 重型汽车 转向杆系 刚柔耦合 分析 优化

重型汽车转向系统结构复杂,使用工况复杂多变。以双前桥汽车为例,转向系统包含了众多杆件类构件,这些构件在转向过程中会发生一定的变形。针对双前桥汽车转向系统的分析与优化问题,多数建立在刚性模型的基础之上,没有考虑构件变形这一因素。该文从转向杆系的柔性作用出发,提出了重型汽车转向杆系刚柔耦合分析与优化的课题。首先,应用ADAMS软件建立了某双前桥汽车转向系统的刚性模型,并分别阐述了原地转向仿真和车轮同向跳动仿真的实施方法。接着,借助有限元软件Hyperworks对转向横拉杆等构件进行模态分析,生成相应的模态中性文件。在刚性模型的基础上,采用刚柔替换的方式建立转向系统刚柔耦合模型。对比刚性模型和刚柔耦合模型在原地转向仿真和车轮同向跳动仿真中结果的差异,研究了转向杆系的柔性对转向系统运动学和动力学多方面的影响。其次,建立了双前桥汽车的整车虚拟样机模型,同时进行实车试验确保模型满足精度要求。参照汽车操纵稳定性国家试验标准进行多种试验仿真,对比刚性转向杆系整车模型和刚柔耦合转向杆系整车模型仿真结果,分析了转向杆系的柔性对整车操纵稳定性的影响。最后,针对所研究汽车转向系统性能上的不足,对刚柔耦合转向系统模型进行试验设计拟合得到系统的近似模型,采用一种GA-PSO混合算法进行了优化设计。优化结果表明,所采用的基于近似模型的优化方法是可行有效的。