1.目的及意义

悬架是车架(或承载式车身)与车桥（或车轮）之间的所有传力连接装置的总称。其功用是传递车轮和车架（或车身）之间的所有力或力矩，并缓和由路面不平给车架（或车身）造成的冲击载荷，减少由此引起的振动，保证汽车的行驶平顺^[1]。汽车悬架品质的好坏，决定了汽车的平顺性、操纵稳定性以及车身稳定性，而且还关系着汽车动力性的发挥、承载系统和行驶系统的动载，以及影响着相关零部件的使用寿命等^[2]。在整车的研发中，针对于悬架的研究是一项重要的工作，优良的汽车悬架系统可以很好的缓解路面给车辆带来的冲击，减轻由于汽车振动给乘客带来胸闷、头晕等不良反应；其缓振功能也可以减轻振动给汽车零部件造成的损坏，减少故障，降低维修保养成本并提高行驶安全性。纵然当前的汽车悬架的设计制造技术已十分成熟，但是不论什么形式的悬架都有着或多或少的缺点，因此还需要进行不断的研究发展，进一步优化悬架的性能。

1.1国外研究现状

国外各汽车厂商对麦弗逊悬架的研究开始较早，1950年福特在英国的子公司生产的两款汽车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。德国汽车专家Joerson Reimpel编写的《汽车地盘技术丛书》中，对各种汽车悬架形式的结构、运动学以及弹性运动学的特性进行了深入研究，并分析悬架的各位置参数其对整车操纵稳定性的影响^[4]；1986年R.J.Antoun指出运用虚拟样机分析软件ADAMS 可实现对复杂多体系统的运动学的仿真；2014年Yi,Y., Park,J., and Hong,K等研究人员开发出一种能够系统地自动实现悬架运动学与柔度特性的优化过程，首先利用试验设计法(DOE)进行灵敏度分析，然后根据分析结果将问题分成两个相互独立的部分，再利用基于梯度的优化算法进行求解^[5]；2015年Mahala,M., Deb,A., andChou,C等人系统的描述了三种常见的集总参数模型(LPMs)，即四分之一、二分之一和全车模型的数学描述，并利用典型的被动悬架系统特性求解了相应的响应参数^[6]；2017年Jumi Bharali，Naman Garg等人利用数学建模方法，设计了二自由度四分之一小车模型及考虑扰动的线性二次型调节器和模糊逻辑控制器。采用阶跃噪声、正弦噪声和带限白噪声三种不同的道路轮廓作为输入干扰，运用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真，为主动悬架系统设计了一种有效的主动控制器，改善了悬架的平顺性和操纵稳定性^[7]。

虽然近年来国外生产的高端车型大多使用性能更好的双叉臂悬架、多连杆悬架和双球节悬架等，但是麦弗逊悬架由于其构造简单、成本低廉、舒适性尚可等优点仍赢得了广泛的市场应用。

1.2 国内研究现状

国内对于悬架的研究起步较晚，从19世纪70年代才开始，但是在参考国外的文献书籍和研究成果的基础上，这方面的发展较为迅速，并逐步形成了一套较为成熟的评价标准。近年来，国内很多高校的硕士、博士研究生相继发表了有关悬架设计及优化方面的论文，利用虚拟样机技术对汽车悬架进行仿真分析。

2011年5月武汉理工大学邵昭晖，发表论文《汽车麦弗逊悬架三维设计与运动分析》，运用PRO/E软件建立某轿车的麦弗逊悬架三维模型，利用仿真软件ADAMS对其进行运动学仿真分析，通过优化悬架模型的部分关键硬点坐标，提高了该车的操纵稳定性，减少了轮胎的磨损^[8]。

2016年6月吉林大学王迪，发表论文《基于部件特性的麦弗逊式悬架动力学建模研究》，采用ADAMS悬架动态试验台对悬架运动学模型与静力学模型进行仿真验证，大大提高了求解速率，表明了模型的正确性与实时性^[9]。

2017年5月安徽理工大学叶良，发表论文《麦弗逊悬架系统的仿真分析与优化设计》，以奇瑞某型商用车为研究对象，构建了麦弗逊前独立悬架的虚拟仿真模型，并以ADAMS为研究平台，借助虚拟样机技术实现对悬架性能的仿真分析和优化设计，且优化后的悬架性能大为改善^[10]。