摘 要

随着汽车在日常生活的角色变得越来越重要，汽车的性能备受人们关注。悬架系统的研究是车辆底盘设计和开发的重要内容，其配备车辆的行驶性能的好坏直接受其性能的优劣的影响。如此重要的悬架系统自然是工程师们要去攻克的重点。本题目的研究目的是通过优化汽车悬架参数结构设计一款提升操纵稳定性汽车悬架。

为了优化汽车前悬架的运动学的特性，研究了某车型麦弗逊悬架，选择此悬架结构参数，通过优化参数，从而达到减少轮胎磨损，提高汽车操作稳定性的目的。基于车轮平行跳动原理以及前轮定位参数的变化规律，利用ADAMS软件建立了麦弗逊悬架动力学模型，定义结构参数并根据敏感度选择结构参数，最后使用ISIGHT免疫算法用来优化麦弗逊悬架的结构参数，使定位参数到达理想范围。

对比优化前后图像，结果能表明：优化后，悬架的前轮定位参数变化趋势及其变化范围满足理想，能够有效提高悬架性能，提高了汽车稳定性，同时减少了轮胎磨损；同样证明：免疫算法是优化悬架结构参数的有效方法。

关键词: 麦弗逊悬架; 定位参数; 免疫算法; 仿真; 优化；悬架系统的Kamp;C特性

Abstract

As the role of the car in daily life becomes more and more important, the performance of the car has attracted much attention. The research of the suspension system is an important content for the design and development of the vehicle chassis. The performance of the car is affected by its performance. The research purpose of this topic is to design a vehicle suspension with both stability and comfort by optimizing the structure of the vehicle suspension.

In order to optimize the kinematics of the front suspension of a car, a MacPherson suspension was studied to study the optimization of structural parameters of the MacPherson suspension so as to reduce the wear of the tire and improve the stability of the vehicle operation. Based on the principle of wheel parallel runout and the change law of the front wheel positioning parameters, a McPherson suspension dynamics model was established using ADAMS software to define the structural parameters. The ISIGHT immune algorithm was used to optimize the structural parameters of the MacPherson suspension and make the positioning The parameters reach the ideal range.

Comparing the images before and after optimization, the results show that optimizing the front suspension's front wheel positioning parameters and its range of variation can effectively improve suspension performance, reduce tire wear, and improve vehicle stability.

Keyword：McPherson suspension; positioning parameters; immune algorithm; simulation; optimization; Kamp;C characteristics of suspension system

目录

第1章 绪论 1

1.1. 研究背景 1

1.2. 研究对象 2

1.3. 悬架发展史 3

1.4. 国内外研究现状 4

1.5. 本文概述 4

第2章 悬架系统设计 6

2.1. 悬架系统作用 6

2.2. 操作稳定性定义和影响因素 6

2.3. 悬架Kamp;C 6

2.3.1. 悬架Kamp;C定义 6

2.3.2. Kamp;C特性功能 6

2.4. 本章小结 7

第3章 使用软件简介 8

3.1. ADAMS简介 8

3.1.1. ADAMS背景 8

3.1.2. ADAMS功能 8

3.2. ISIGHT简介 8

3.2.1. ISIGHT背景 8

3.2.2. ISIGHT功能 9

3.3. 本章小结 9

第4章 麦弗逊悬架模型建立 10

4.1. 前麦弗逊悬架结构分析 10

4.1.1. 创建下摆臂 11

4.1.2. 创建转向节和转向横拉杆 13

4.1.3. 创建轮毂 14

4.1.4. 创建滑柱 14

4.1.5. 创建副车架 15

4.1.6. 创建部件间的连接 15

4.1.7. 创建衬套 16

4.1.8. 创建悬架参数 16

4.1.9. 创建悬架通讯器 16

4.1.10. 创建悬架子系统 17

第5章 结构参数参数优化 19

5.1. 悬架定位参数定义和影响因素 19

5.2. 设置优化目标 20

5.3. Insight试验 20

5.3.1 中心复合试验设计 20

5.3.2 试验方案的运行 21

5.3.3近似模型的建立 23

5.3.4 拟合情况 23

5.4. ISIGHT优化 24

5.4.1. 多目标优化算法 24

5.4.2 基于 ISIGHT 软件的优化 25

5.4.3 选择相应的硬点坐标和目标参数的数值 26

5.5. 优化前后图像对比 26

第6章 结束语 29

6.1. 结论 29

6.2. 展望 29

参考文献 30

致谢 31

绪论

研究背景

随着汽车年产不断提高，国民生活质量提高，让车成为人们生活中的有利工具，更有数据表明2010年汽车保有量有着井喷式的增长。汽车的大众化让人口众多的中国成为世界第一的产销国，这促进了汽车行业的发展。伴随着汽车需求量的增多，一些舒适的好车让人们津津乐道，让人们看待汽车的方式从代步工具或者奢侈品提升到了另一个层次——去享受它带来的乐趣。人们使用汽车游山涉水，出远门等活动都让汽车的用途更加丰富。长时间的使用自然会让人们去关注一些细节问题，比如车辆的舒适度，操纵感这些能影响主观感受的功能。为了让乘坐体验和驾驶乐趣更足，于是全世界的汽车工程师都开始为此绞尽脑汁。

汽车众多问题中就有悬架问题还在不断解决。作为汽车四大构成之一底盘的重要组成，悬架作用于行驶系统，在车辆行驶过程中起到的一个重要作用是减缓车身所受到的的冲击，同时使振动得到衰减。它的设计非常重要。当汽车行驶在路面上时，车况的变化，地形的变化会导致车身受到冲击，为了满足舒适性以及操作稳定性，轮胎与车身间的悬架装置会减缓并吸收大量冲击力 。作为车身与车轮之间的缓冲设备，直接影响驾驶感受。这让悬架优化设计的能力高低成为评价一家制造厂商的重要指标，悬架好坏也直接能评价一辆车的好坏。

如今功能更加多样的并且制造廉价的独立悬架似乎更受大家宠爱。独立悬架的结构分为了烛式、麦弗逊式、连杆式等多种。比较代表性的烛式悬架，采用车轮沿主销轴方向移动的形式，增加舒适度，悬架系统变形时，主销的定位角不会发生变化，形状似蜡烛受到一时的关注。如图1.1。