本文關鍵詞：基于輪胎磨損的電動汽車扭力梁懸架性能分析和優(yōu)化

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【摘要】：在汽車行駛過程中,電動汽車扭力梁懸架的扭力橫梁部分會通過彎扭變形以抑制由后橋的載荷變化與路面沖擊引起的車輪跳動和車身側傾,其工作情況多變受力復雜。同時,扭力梁懸架運動時后輪定位參數(shù)的改變也會調整輪胎在行駛過程中的姿態(tài),對輪胎磨損有一定影響。本文主要針對某增程式電動汽車扭力梁懸架的靜、動態(tài)性能特點,包括結構強度、疲勞強度、模態(tài)以及運動特性進行了建模仿真和分析,并基于輪胎磨損特性對懸架的運動特性進行優(yōu)化設計,有效減輕了輪胎磨損,提高了整車的行駛穩(wěn)定性。首先,選取懸架的三種典型極限工況,包括極限左轉彎工況、急減速制動工況以及雙側車輪上凸包沖擊工況,對扭力梁懸架有限元模型進行結構強度校核。其次,對懸架進行自由模態(tài)分析,生成扭力橫梁的模態(tài)中性文件,在ADAMS/Car中建立剛柔耦合扭力梁懸架動力學模型,研究懸架在車輪激振試驗下的運動特性；基于HyperWorks的Fatigue分析流程樹,采用名義應力法對懸架總成結構進行疲勞強度分析。然后,基于輪胎刷子模型分析穩(wěn)態(tài)側偏工況下輪胎的受力變形過程,以輪胎磨損功耗為評價指標計算輪胎的磨損量,著重分析了后輪外傾角和前束角的變化與輪胎磨損的關系。采用懸架硬點優(yōu)化的方法對懸架運動特性進行優(yōu)化設計,通過響應曲面法擬合出優(yōu)化目標與變量間的函數(shù)關系,對擬合函數(shù)進行優(yōu)化計算。優(yōu)化后的懸架動態(tài)性能比優(yōu)化前有了大大改善,從而有效的減輕了輪胎磨損。最后,建立扭力梁懸架-輪胎-胎面系統(tǒng)模型,進一步分析輪胎的磨損與懸架特性的關系,研究系統(tǒng)在特定車速區(qū)間內的自激振動特性,為后續(xù)研究輪胎磨損與懸架性能關系提供了一定的參考。
【關鍵詞】：電動汽車 扭力梁懸架 性能分析 輪胎磨損 硬點優(yōu)化
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;U463.33
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-24
• 1.1 研究背景和意義17-18
• 1.2 扭力梁懸架系統(tǒng)簡介18-20
• 1.3 國內外輪胎磨損研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 研究內容和技術路線21-24
• 1.4.1 本文主要研究內容21-22
• 1.4.2 本文技術路線22-24
• 第二章 電動汽車扭力梁懸架模型的建立24-37
• 2.1 有限元分析理論與軟件介紹24-25
• 2.1.1 有限元法基本原理24-25
• 2.1.2 應用軟件介紹25
• 2.2 虛擬樣機技術簡介25-28
• 2.2.1 虛擬樣機技術的內涵25-26
• 2.2.2 多體動力學理論簡介26-27
• 2.2.3 應用軟件介紹27-28
• 2.3 扭力梁懸架幾何建模28-29
• 2.4 扭力梁懸架有限元建模29-32
• 2.4.1 幾何模型的導入30
• 2.4.2 模型簡化處理和幾何清理30
• 2.4.3 網格劃分和單元質量檢查30-32
• 2.4.4 單元連接方式模擬與邊界約束32
• 2.5 扭力梁懸架剛柔耦合動力學建模32-35
• 2.5.1 ADAMS/Car的建模步驟32-33
• 2.5.2 定義懸架系統(tǒng)坐標系33-34
• 2.5.3 扭力梁懸架剛柔耦合動力學建模34-35
• 2.6 本章小結35-37
• 第三章 電動汽車扭力梁懸架的靜動態(tài)性能分析37-51
• 3.1 扭力梁懸架總成工況分析37-39
• 3.1.1 極限左轉彎工況37-38
• 3.1.2 急減速度制動工況38
• 3.1.3 雙側車輪上凸包沖擊工況38-39
• 3.2 扭力梁懸架結構強度分析39-42
• 3.2.1 極限左轉彎工況靜力分析39-40
• 3.2.2 急減速工況靜力分析40-41
• 3.2.3 沖擊工況靜力分析41-42
• 3.3 扭力梁懸架模態(tài)特性分析42-45
• 3.4 基于名義應力法的扭力梁懸架疲勞壽命分析45-50
• 3.4.1 疲勞分析理論45-46
• 3.4.2 材料的S-N曲線46-47
• 3.4.3 名義應力法疲勞分析47
• 3.4.4 扭力梁懸架總成的疲勞壽命仿真分析47-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第四章 基于輪胎磨損的電動汽車扭力梁懸架優(yōu)化設計51-66
• 4.1 輪胎磨損理論分析51-57
• 4.1.1 輪胎磨損量的評價51-52
• 4.1.2 穩(wěn)態(tài)側偏工況下輪胎磨損特性分析52-55
• 4.1.3 外傾角對輪胎磨損的影響分析55-56
• 4.1.4 前束角對輪胎磨損的影響分析56-57
• 4.2 扭力梁懸架的運動特性分析57-59
• 4.2.1 外傾角變化特性58-59
• 4.2.2 前束角變化特性59
• 4.3 扭力梁懸架運動特性多目標優(yōu)化設計59-65
• 4.3.1 ADAMS/Insight試驗優(yōu)化設計概述59-61
• 4.3.2 硬點位置對扭力梁懸架運動特性的影響分析61-62
• 4.3.3 扭力梁懸架硬點坐標優(yōu)化設計62-64
• 4.3.4 優(yōu)化前后扭力梁懸架運動特性仿真對比64-65
• 4.4 本章小結65-66
• 第五章 懸架-輪胎-胎面自激振動系統(tǒng)建模與分析66-74
• 5.1 扭力梁后懸架受力特性分析66
• 5.2 懸架-輪胎-胎面多體模型的建立66-70
• 5.2.1 胎面-路面摩擦振動模型66-68
• 5.2.2 懸架-輪胎-胎面自激振動模型建立68-70
• 5.3 系統(tǒng)自激振動特性仿真分析70-73
• 5.4 本章小結73-74
• 第六章 全文總結與展望74-76
• 6.1 全文總結74-75
• 6.2 論文創(chuàng)新點75
• 6.3 研究展望75-76
• 參考文獻76-79
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況79

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本文編號：676136