悬架衬套安装方向优化设计

面向多工况性能匹配的汽车悬架衬套多因素联合优化陈宝;张瑞;付江华;陈哲明;许言明;汪鸿志【摘要】汽车多体动力学分析时,麦弗逊悬架通常采用刚体建模,无法表现出传力过程中控制臂受力变形较大的特点,因此仿真结果与实际运动情况偏差较大.基于Adams/Car系统建立麦弗逊悬架刚柔耦合模型,利用试验和有限元仿真结合的方法得到悬架橡胶衬套本构模型以及刚度数据,提高了模型精度.通过悬架运动学特性分析中的同向轮跳试验仿真,分析车轮定位参数的变化、抗制动点头率及顺从转向特性参数等悬架有关的性能指标,将所得评价指标结果与有关标准规范值及有关权威文献的结论进行对比,发现车轮前束角和主销后倾角变化超出合理范围,抗制动点头率和顺从转向值变化处于合理范围,但仍有优化空间.鉴于设计后期整车基本参数已经确定及悬架橡胶衬套刚度和安装角度对悬架性能影响较大的特点,联合Adams/Car和Isight进行灵敏度分析;以车轮定位参数、抗制动点头率、顺从转向值为优化目标,以灵敏度较高的悬架橡胶衬套参数为优化变量,选择第2代非支配排序多目标优化遗传算法(NSGA-Ⅱ)为优化算法,进行多因素联合优化;优化后车轮定位参数变化范围、顺从转向值减小,抗制动点头率提高.结果表明,下控制臂前后衬套刚度和安装角度对悬架性能影响明显,经过优化,悬架性能得到改善.【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(033)005【总页数】10页(P17-26)【关键词】麦弗逊悬架;刚柔耦合;本构模型;灵敏度分析;NSGA-Ⅱ【作者】陈宝;张瑞;付江华;陈哲明;许言明;汪鸿志【作者单位】重庆理工大学车辆工程学院,重庆401320;重庆理工大学车辆工程学院,重庆401320;重庆理工大学车辆工程学院,重庆401320;重庆理工大学车辆工程学院,重庆401320;河北华密橡胶有限责任公司,河北邢台054001;重庆金康新能源汽车设计院有限公司,重庆400000【正文语种】中文【中图分类】U463.1悬架是车轮与车架之间的主要传力装置，起到缓解路面冲击和振动作用，其性能优劣直接决定整车的操稳性和平顺性。

基于DFSS的副车架衬套压出力优化设计梅英豪;孙厚勇;阎礁【摘要】副车架衬套是连接副车架到车身的弹性元件,其压出力为关键性能之一.在某新车型副车架衬套的开发过程中,借助DFSS方法,考虑制造过程中噪声因素,优化设计副车架衬套和副车架套筒,并做压出力实验.实验结果表明:该优化设计满足压出力要求,并且有质量和经济性收益.通过DFSS分析,还提取了对副车架衬套压出力有影响的关键设计参数,对今后副车架衬套压出力调试具有重要的指导意义.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P16-19)【关键词】DFSS方法;副车架衬套;压出力;优化设计【作者】梅英豪;孙厚勇;阎礁【作者单位】泛亚汽车技术中心有限公司,上海201201;泛亚汽车技术中心有限公司,上海201201;泛亚汽车技术中心有限公司,上海201201【正文语种】中文【中图分类】U463.32副车架衬套是连接副车架到车身的弹性元件，其主要功能是传递吸收悬架和动力总成悬置载荷，减小路面激励和发动机震动到车身的传入，提供车身下部的附加噪声隔离等。

因此根据整车NVH和车辆动力学调试，副车架衬套需要满足各个方向的动刚度、静刚度和阻尼角等要求。

图1是典型副车架和车身连接示意图，副车架套筒和车身之间即为副车架衬套。

典型的副车架衬套一般为三层结构：内芯为铝芯或者铁芯，用于支持螺栓；中级为橡胶，部分高端车型使用液压衬套，以满足更高的NVH和操作稳定性能；外壳为塑料或者金属。

副车架衬套和副车架套筒一般靠过盈配合连接，副车架衬套压入副车架套筒。

副车架衬套要在客户的任何使用工况下，都始终保持在副车架套筒内，否则将不能实现传递载荷和隔绝振动的功能，会产生异响，车辆NVH和操作稳定性能下降等，导致客户抱怨等售后投诉，影响车辆品牌形象。

副车架衬套始终保持在副车架套筒内，转化到工程要求即为副车架衬套的压出力要满足一定数值。

衬套压出力的要求定义是否合理，以及满足该要求的方案是否满足要求，解决方案是否具备较好的经济性等，需要在开发过程中全面考虑。

汽车悬架系统优化设计及性能分析一、介绍汽车悬架系统是车辆不可或缺的部分。

它主要负责车辆的支撑和减震工作，为行驶过程提供了舒适性和稳定性。

因此，汽车制造商在设计汽车悬架系统时非常重视性能和稳定性，尤其是在高速行驶和曲线驾驶方面。

在本文中，将探讨汽车悬架系统的优化设计和性能分析。

首先，我们将了解悬架系统的基本概念和组成部分。

接着，将讨论悬架系统的优化设计和性能分析方法，其中会包括液压悬挂系统和空气悬挂系统。

最后，我们将介绍一些常见的汽车悬架问题，并给出解决方案。

二、汽车悬架系统的基本概念和组成部分汽车悬架系统是由许多组成部分组成的。

基本上，悬架系统包括垂直弹簧、水平限制器、减震器、保持器和底盘等部件。

这些部分的设计和性能影响着车辆的轻重平衡、转向能力、制动力等。

垂直弹簧是悬架系统中最基本的部分之一。

其主要作用是支持车载负载和路面扭曲。

在一般情况下，垂直弹簧采用钢制线圈弹簧或橡胶制减震器。

水平限制器是悬挂系统中的一种保护设备。

其主要作用是控制车辆在水平和纵向方向上的运动。

减震器是悬架系统的关键部分。

它负责控制车辆在行驶过程中发生的震动。

减震器的作用是将垂直弹簧支持的能量转换成热能。

保持器主要是为了使车辆在转向时保持稳定。

在悬架系统中，保持器往往被视为弹簧与减震器之间的连接。

底盘是整个悬挂系统的核心部分。

它由上下两个零件组成。

下部通常由车身连接杆和悬架机构组成，而上部是用于固定悬架和与车体连接的结构。

底盘的作用是支撑整车负荷和稳定性。

三、悬架系统的优化设计和性能分析方法悬架系统的优化设计和性能分析一直是汽车工业中的重要问题。

优化设计方法的主要目标是减少悬架系统重量和体积，并增加车辆的稳定性和操纵性。

在性能分析方面，主要是采用试验、仿真和计算三种方法，以获得更准确的结果。

试验是最常用的分析方法之一。

它包括车辆实际测试、路试和底盘试验。

这种方法可以测量和分析悬架系统的各种性能参数，例如侧倾角、轮胎接地面、悬架行程、制动力等。

车辆悬挂系统的优化设计车辆悬挂系统作为汽车重要的组成部分，直接关系到车辆行驶的平稳性、舒适性和安全性。

优化悬挂系统设计能够提高车辆性能和乘坐体验，本文将围绕车辆悬挂系统的优化设计展开论述。

一、悬挂系统的基本原理与作用车辆悬挂系统通过悬挂弹簧、减震器和悬挂支架等部件，连接车身和车轮，起到支撑和缓冲作用。

悬挂系统能够吸收路面不平，减少车身的颠簸，保证驾乘的舒适性和稳定性。

同时，悬挂系统还能够保护车身、发动机和传动系统等重要部件，延长其使用寿命。

二、悬挂系统的优化设计目标1. 提高车辆的行驶稳定性。

悬挂系统的优化设计需要考虑车辆在高速行驶、转弯、制动等情况下的稳定性，减少侧翻和摇晃。

2. 提升乘坐的舒适性。

通过减震器的优化设计，降低车辆受到的颠簸和震动，提供舒适的驾乘环境。

3. 提高悬挂系统的可靠性和耐久性。

悬挂系统需要在各种复杂的路况下保持良好的工作状况，提升其使用寿命和可靠性。

4. 降低车辆的燃油消耗。

通过优化悬挂系统的设计，减少不必要的能量损耗，提高车辆的燃油利用效率。

三、悬挂系统的优化设计方法1. 材料选择与强度分析。

选用高强度、耐疲劳的材料，同时进行强度分析和优化设计，确保悬挂系统在受力情况下不会发生变形或破裂。

2. 建立悬挂系统的数学模型。

通过建立悬挂系统的数学模型，包括弹簧刚度、减震器参数等，进行仿真分析和优化设计。

3. 减震器的优化设计。

减震器的合理设计能够有效抑制车身的振动，提供更好的驾乘体验。

优化设计减震器的阻尼特性和刚度，以满足车辆不同行驶状态下的需求。

4. 悬挂系统的悬架结构优化。

悬挂系统的悬架结构也会影响整个系统的性能。

通过优化悬挂支架等部件的结构，降低重量，提高刚度和强度，进一步改善悬挂系统的性能。

5. 考虑多种路况和行驶状态。

在悬挂系统的优化设计中，需要考虑不同的路况和行驶状态，如高速行驶、弯道行驶、起步和制动等情况，以确保悬挂系统在各种条件下都能提供最佳的性能和驾乘体验。

控制臂舒适性液压衬套的优化设计张海莉(恒大恒驰新能源汽车研究院(上海)有限公司第一车型研发院,上海201600)摘要:控制臂舒适性衬套作为底盘重要弹性零件,起着改善车辆行驶平顺性和整车噪声-振动-与声振粗糙度(N V H )的作用,是底盘调试的重要零件㊂针对双叉臂的下控制臂舒适性液压衬套失效故障中发生频率最高的衬套开裂问题,从橡胶体结构设计㊁衬套刚度曲线设定㊁橡胶材料选择3个方面进行了优化设计和试验验证㊂结果表明,该优化设计方案可有效解决液压衬套开裂问题㊂关键词:汽车悬架;液压衬套;结构设计;刚度曲线;材料选择0 前言作者简介:张海莉(1984 ),女,本科,工程师,主要研究方向为汽车底盘悬架设计㊂悬架衬套作为底盘重要弹性零件,能有效改善车辆行驶平顺性和路面噪声,尤其是控制臂舒适性衬套的作用更加显著㊂舒适性衬套的功能为兼顾低频振动控制和中高频结构噪声隔离㊂在接收低频大振幅振动时,尤其在车轮垂直跳动振动频率范围,一般在10~18H z 之间,衬套需要较大的阻尼性能来衰减振动;在高频的小振幅振动输入时,衬套需要较小的动静比和阻尼以达到良好的隔离高频噪声的效果㊂普通橡胶衬套由于其橡胶固有特性,无法很好的同时兼顾高频和低频共同的需求,因此在中高端车型上通常会采用液压衬套来实现在低频输入时通过大阻尼来衰减大振幅振动,高频输入时使用小动静比和小阻尼来实现小振幅振动的有效隔离㊂但液压衬套因其结构较复杂,容易发生衬套开裂而导致漏液失效的问题,本文结合某车型液压衬套优化过程,从橡胶体结构设计㊁刚度曲线设定和橡胶材料选择等方面进行研究,为前期设计提供借鉴,降低后期开发成本㊂1 液压衬套基本结构普通的液压衬套由内芯㊁内壳体㊁防撞块橡胶㊁主簧橡胶㊁中间骨架㊁流道板㊁外壳体和乙二醇液体组成,如图1所示㊂其中防撞块橡胶通过硫化连接内芯和内壳体,防撞块橡胶一般选用硬度高㊁耐磨性好的N R 材料㊂主簧橡胶将内壳体㊁中间骨架硫化在一起,主簧一般选用较软且阻尼较大的材料,主簧橡胶分别在加速侧和制动侧设置泄压装置来缓冲在复杂工况时路面传递的冲击,主簧上的皮碗结构是液压衬套最为薄弱的结构之一,大部分耐久漏液都是因为皮碗开裂导致㊂中间骨架和流道板共同起到支撑主簧橡胶的作用,中间骨架与外壳体又共同起到密封作用㊂乙二醇在主簧㊁流道板㊁外壳体三者之间储存,可通过改变流道板上的流道宽度和长度来改变峰值阻尼值和峰值频率㊂图1 普通液压衬套结构2 液压衬套开裂失效模式及主要优化措施与普通橡胶衬套类似,液压衬套常出现的耐久失效模式主要原因是主簧橡胶疲劳开裂㊁防撞块橡胶异常磨损㊁流道板异常磨损等导致性能衰减严重或异响㊂因为液压衬套内部封装了乙二醇液体,在橡胶与金属壳体的结构设计时需兼顾车辆运动过程中衬套内部液体流动和橡胶元件变形,所以液压衬套橡胶体设计比普通衬套复杂㊂橡胶的疲劳失效是由于橡胶材料在受到重复的拉压载荷时,橡胶体局部变形或承受的应力超过了橡胶材料本身的延伸率或极限应力时对橡胶体产生的破坏㊂橡胶体在受到周期性拉压载荷作用时,载荷不断地集中在橡胶分子链上的化学键能比较薄弱的部位而产生微裂纹,继而发展成肉眼可见的初始裂纹[1]㊂若初始裂纹出现在主簧的皮碗或其他位置裂纹延伸至主簧的皮碗,必然会导致乙二醇泄露,从而刚度和阻尼大幅降低,衬套性能衰减严重㊂本文主要针对液压衬套疲劳开裂展开分析,以某双叉臂悬架的前下控制臂的舒适性液压衬套为研究对象,在可靠性道路验证中,在行驶至67%里程时车辆的左侧衬套出现漏液问题,在主簧橡胶的制动侧和加速侧皮碗处呈对角位置开裂,如图2所示㊂图2 衬套皮碗处开裂完成100%路试后,拆卸衬套并对衬套进行刚度㊁阻尼复测㊂如图3所示,右件的衬套刚度和阻尼维持较好,满足在输入频率15H z ,振幅ʃ0.5m m 振动时,损失角大于50ʎ的设计要求㊂但左件的刚度和阻尼大幅降低,均不满足衬套性能目标,初步推断其内部乙二醇泄露严重㊂对左㊁右衬套进行解析,如图4所示,检查到右件虽未漏液,但初始裂纹从主簧边缘的中部位置开始沿衬套轴向方向向两端扩展;左件的裂纹从主簧边缘中部起始,然后沿衬套轴向方向扩展至主簧的皮碗处,进而导致衬套漏液,左件质量比右件小38g ㊂因此判定初始裂纹从主簧边缘中部起始㊂在左件衬套的主簧中间位置横向剖开,如图5所示,裂纹最深为7~11m m ㊂从A d a m s 模型中的提取常用工况载荷分析,此衬套最严苛的受力工况为径向受力工况,同时通过对故障件检查,发现左㊁右件开裂位置为衬套主簧橡胶体的对角位置㊂故推断衬套主要图3问题件刚度和阻尼角复测图4左右件裂纹对比图5 主簧中间位置解析图开裂工况为径向加载与绕轴向扭转工况,在此工况下,主簧橡胶体达到最大拉伸行程㊂针对橡胶体疲劳开裂,主要从降低橡胶体应变水平和提升橡胶体承受应变能力2个方向优化㊂见表1㊂主簧橡胶的结构设计应充分考虑车辆制动和加速工况下橡胶拉伸变形造成的应力和应变集中,问题件的主簧橡胶体边缘结构过于饱满,缺少设计缺口进行过渡,如图6所示㊂图中原方案为原始结构,主簧橡胶体从中心到边缘厚度均匀,拉伸变形时应力集中在边缘位置,这是导致开裂的主要原因㊂借助A B A Q U S 软件,完成了4次在橡胶体中间增加缺口的结构优化,分别为方案1~4,使应力集中区域从边缘向缺口区域移动,从而降低橡胶体边缘位置应变㊂在径向增加4m m 位移,轴向扭转加载15ʎ工况时,应变从原方案的202%降至方案1的130%,如图7所示㊂表1 开裂优化方向优化方向具体思路降低橡胶体应变水平橡胶体局部结构优化,减少应变集中减少主簧橡胶体拉伸行程提升橡胶承受应变能力橡胶材料优化,选择撕裂强度更高的材料图6 主簧橡胶体结构优化方案主簧的刚度曲线拐点设定直接决定主簧的拉伸行程,并且影响过坎冲击舒适性等动力学性能㊂如图8所示,该开裂衬套在液室方向的刚度定义为450N /m m ,而刚度曲线直线端拐点定义在3.5m m ,即在液室方向只需要1575N 的力,衬套在液室方向变形就要到拐点位置,而该衬套常用工况受力远大于1575N ,即衬套在液室方向上常用工况为刚度曲线拐点以上区域㊂衬套刚度曲线直线段越长,橡胶在极限工况会被拉伸得越长,橡胶应变越大㊂刚度曲线直线拐点位置缩短可减少主簧拉伸行程㊂在图6各方案基础上,分别将静刚度直线段行程由3.5m m 缩短至2.5m m ,由此生成方案5~9,如图9所示㊂通过计算机辅助工程图7 主簧橡胶体形状优化后应变分析图8 问题件刚度曲线设定(C A E )分析,橡胶应变进一步减少,最大应变最小减至120%以下㊂图9 衬套应变水平分析刚度曲线直线段缩短会影响汽车动力学和流道板耐久性㊂衬套线性段的设计需要平衡操控性和平顺性,在侧向力工况,舒适性衬套受力较小,线性段的改变对衬套的受力和变形影响非常小㊂在纵向力工况(制动工况),如表2所示,V D板块分析舒适性衬套的线性段对制动力转向㊁制动力外倾㊁制动力主销后倾㊁轮心纵向柔度影响明显㊂衬套线性段缩短,导致轮心纵向柔度降低至2.5m m,会对舒适性有一定影响㊂但轮心纵向力柔度的线性段可接受经验范围值为在2.5~ 3.5m m,因此需进一步主观评价实车样件㊂表2A d a m s模型仿真结论线性段影响维度具体影响操控性制动力转向外轮的制动力转向(正方向)值变化小,不足转向趋势增加制动力外倾外轮的制动力外倾(正方向)值变化小,不足转向趋势增加制动力主销后倾外轮的制动力主销后倾值变化小,有利于行驶稳定性平顺性轮心纵向柔度轮心纵向力柔度线性段减小,不利于舒适性通过将流道板内部加厚1m m来缩短刚度曲线直线段,防撞块会更容易与外侧的流道板接触,而防撞块两侧硬接触橡胶层只有0.5m m厚度,该橡胶层容易被磨损掉,这时防撞块会与外侧流道板处于钢与塑料的接触,更容易导致流道板异常磨损,甚至会产生噪声,因此后续实车验证时需对流道板磨损进行评估㊂经分析,最终结构和曲线优化方案选择图9中的方案6㊂橡胶材料的撕裂强度是决定橡胶承受应变能力的关键指标,可以有效减少橡胶开裂㊂前期设计是根据以往经验,结合国内橡胶材料性能及工艺水平,主簧橡胶选择撕裂强度为28N/m m的材料,衬套在可靠性路试中出现较严重开裂并造成漏液㊂优化橡胶材料将撕裂强度提升至34N/m m,通过路试耐久试验后,刚度和阻尼维持良好,仅主簧内部出现较轻微裂纹,并未漏液㊂因此,可通过提升橡胶撕裂强度等优化橡胶材料耐久性能的方法,改善衬套的耐久开裂问题㊂3液压衬套开裂问题优化验证液压衬套结构设计改变㊁刚度曲线调整㊁橡胶材料更换不仅影响液压衬套结构可靠性和耐久性,同时会影响车辆的驾乘舒适性㊂因此需要通过循环台架耐久试验㊁实车路试耐久试验和实车舒适性主观评价综合判断㊂如表3所示,通过路谱载荷转化,衬套小循环台架耐久试验要求为7种工况,1个小循环为10%寿命要求,衬套在通过10个小循环即满足100%寿命要求㊂经问题件㊁优化件的循环台架耐久试验对比,问题件在60%~70%循环之间(即6~7个小循环)出现漏液,优化件在130%~140%(即13~14个小循环)出现漏液,同时两者失效模式与路试问题吻合,可以判定路谱载荷与路试情况吻合度较好,而且衬套优化方向是有效的㊂对台架验证件进行解析检查,流道板无异常磨损现象㊂表3路谱小循环要求序号工况中的路段小循环/次130ʎ角障路段362沟渠路段(d i t c h e s)603颠簸路段(j o u n c e)244比利时路段(P a v e A)3505深坑路段(p o t h o l e)406共振路段(r e s o n a n c e)3207扭曲路段(t w i s t)21通过实车路试耐久试验,优化件完成全里程道路验证,路试过程中无异响㊁漏液等问题㊂对路试后优化件进行刚度及阻尼复测,刚度损失为18%,并满足在15H z时损失角的设计要求㊂通过实车动态主观评价,对问题件㊁优化件进行评估,如表4所示㊂优化件虽然在 减速带冲击 项的评分略低,但如表5所示,评价分数也维持在较好范围内,因此优化件可通过车辆动力学主观评价㊂表4问题件和优化件主观评分表评价项问题件评分优化件评分平顺性粗糙路不平面振动7.257.25比利时路面振动7.257.25阶梯路面振动7.257.25单边凸起/凹坑路面振动7.507.25减速带冲击7.257.00操控性转向回敲7.007.00弯道瞬态响应7.257.25制动稳定性7.257.25双移线7.257.254结语本文基于控制臂舒适性液压衬套在路试验证时出现的开裂问题展开分析,对主簧橡胶体的结构设计㊁刚度曲线设定㊁橡胶材料选择等维度展开分析,借助C A E分析软件进行论证,最终通过优化主簧橡胶体结表5 评分体系评分性能客户满意度客户察觉1分没有功能2分几乎没有功能3分很差4分差非常不满意所有客户5分不可接受不满意6分刚刚可接受比较满意一般客户7分中等㊁尚可满意挑剔客户8分好非常满意9分非常好10分完美完全满意,无可挑剔训练过的客户无法察觉构㊁刚度曲线直线段拐点优化㊁材料优化选择实现优化衬套的设计,并通过台架循环耐久㊁路试耐久㊁实车主观动态评价对优化方案进行了验证,有效解地解决了控制臂舒适性液压衬套开裂问题㊂本文提出的优化设计方案为液压衬套前期优化设计提供了参考,可为整车开发节约后期模具修改及验证成本㊂参 考 文 献[1]吴云飞.汽车前摆臂衬套疲劳耐久优化研究[J ].汽车工程师,2021(9):14-17.。

2810.16638/ki.1671-7988.2020.13.009橡胶衬套疲劳失效案例分析与优化李奕宝，罗谢盼，林家荣（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 510640）摘 要：针对某车型控制臂衬套整车耐久路试失效问题，通过分析路谱载荷，以提高衬套抵抗大扭矩变形为目标，重新定义与之相应的试验条件，并对衬套刚度和结构进行优化设计，优化后的衬套通过了新试验条件的台架验证，并通过整车耐久路试验证。

台架试验和整车耐久路试结果表明，通过分析路谱载荷重新定义的试验条件合理，衬套经优化设计满足整车耐久性能要求。

关键词：结构；路谱；耐久；静刚度中图分类号：U462.1 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2020)13-28-03Analysis And Optimization Of Fatigue Failure Case Of Rubber BushingLi Yibao, Luo Xiepan, Lin Jiarong（GAC Automotive Engineering Research Institute, Guangdong Guangzhou 510640）Abstract: To solve the control arm bushing failure problem in real car endurance test, an optimazation design of bushing stiffness and structure to improve the torque deformation is carried out by analyzing road load. And a novel corresponding bench test method is proposed. The optimized bushing has passed the bench test according to the novel bench test method, and its endurance performance is validated by the real car endurance test. The validity of the novel corresponding bench test method derived by road load and the endurance performance of the optimized bushing have been proved by the results of bench test and real car endurance test.Keywords: Structure; Road Spectrum; Durability; Static stiffnessCLC NO.: U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2020)13-28-03引言随着汽车零部件制作工艺和精度的不断提升， 路面等级的不断优化，发动机及底盘本身引起的振动噪声问题凸显出来，消费者对于整车的舒适性要求越来越敏感，橡胶衬套，作为底盘的重要减振部件，发挥着极其重要的作用。

重载交通工具悬架系统结构优化设计在我们的生活中，重载交通工具扮演了非常重要的角色，如大型货车、挖掘机、装载机等。

由于重载工况的特殊性，对于工业设计来说，设计这些交通工具的悬架系统是十分关键的环节。

在本文中，我们将详细探讨如何设计一个优化的重载交通工具悬架系统。

一、悬架系统的定义和作用首先，我们来了解一下悬架系统的定义和作用。

悬架系统是指汽车、铁路车辆、轮船、飞机等各种交通工具中支撑以及连接车身与悬挂轮胎或支撑轴的装置。

悬架系统的主要作用是提高交通工具的行驶平稳性、提升车辆的通过性以及保证车身和人员的安全性。

二、悬架系统的优化设计优化悬架系统设计意味着同时考虑悬架系统的几个关键要素：弹性元件、支撑结构和减震装置等。

弹性元件是用来分散路面不平造成的震动，让车身能够平稳行驶的关键。

支撑结构是用来分散车身重量并抵消车身变形所产生的应力、以及提升车辆通过性的关键。

减震装置是用来泄弱路面起的震动，并且保证车身与路面接触的关键。

综合考虑这几个关键要素，我们可以设计出一个优化的悬架系统。

首先，我们需要选择合适的材料。

根据车辆的使用场景、要求以及车辆本身的特性，选择合适的材料非常重要。

接着，我们需要确定悬挂类型。

常见的悬挂类型有独立悬架、非独立悬架、气垫悬架、液压悬架等。

需要根据车辆的使用场景和要求选择合适的悬挂类型。

悬挂类型对操作稳定性和悬挂寿命有非常重要的影响。

三、实现悬架系统的优化设计最后，实现悬架系统优化设计还需要以下需求：1.交通工具负载能力的提升交通工具的负载能力直接关系到悬架系统的设计。

在设计悬架时，需要注意车身重心的影响、轮胎结构的依赖性、弹簧设计的稳定性以及减震系统的适应性等问题。

在独立悬架系统设计方面，需要研究隆起变形和垮下变形的规律。

同样，在非独立悬架系统设计方面，需要研究轴和柔性桥的设计安排。

2.提高行驶稳定性在交通工具行驶过程中，需要调整车身的设计、车轮的位置和轴的位置，并通过削弱变形来提高行驶稳定性。

麦弗逊悬架运动学仿真分析及其优化骆钰祺;陈剑【摘要】In this paper, a front Macpherson suspension model of AO vehicle is created and analyzed in the parallel wheel travel situation by using LMS Virtual. Lab Motion module. The important influencing factors of the front wheel alignment parameters and wheel track are found out through the sensitivity analysis of the bushing non-linear stiffness and hardpoints. The multi-objective optimization is carried out by using Optimization module, and the kinematic characteristic of this suspension system is improved. A complete procedure for kinematic analysis and optimization of the suspension is established, and the optimization of the bushing non-linear stiffness is realized. The results of the study have important theoretical significance and engineering value.%文章运用LMS b Motion模块,建立某A0车的麦弗逊前悬架模型并进行平行轮跳仿真分析；对硬点坐标和衬套非线性刚度进行灵敏度分析,确定对前轮定位参数和轮距影响大的因素；运用Optimization模块进行多目标优化,改善了该悬架系统的运动特性,建立了一套较完整的悬架运动学分析优化流程,实现了对衬套非线性刚度的优化,其结果具有重要的理论意义和工程应用价值.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(034)009【总页数】5页(P1290-1294)【关键词】麦弗逊;前轮定位参数;非线性;灵敏度分析;多目标优化【作者】骆钰祺;陈剑【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】U461.40 引言悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接在一起。

FSAE不等长双横臂式悬架与转向系统的优化摘要：通过adams仿真分析各类悬架优劣，完善悬架结构，使其拥有更好的性能。

通过优化悬架参数，减少由不平路面传给车架或车身的冲击力引起的震动，保证车辆的平顺性和稳定性。

同时使用载荷提取，将提取到的载荷加之于CAE仿真中，用ansys进行拓扑优化，在保证整车安全性能的情况下，能降低整车质量，以达到轻量化。

关键词：adams仿真：载荷提取；拓扑优化一，绪论1.1研究目的悬架与转向系统是一辆车不可缺少的一部分，设计的最初目的是为了保证车辆具有良好的操纵稳定性以平顺性，考虑到赛事规则，为具有可靠性，调整便捷性，结构合理性以及轻量化等方面，通过CAE仿真来模拟运动，优化模型以获得相较车辆最优良的参数数据。

1.2研究方法及主要研究内容采取了Adams car和Ansys的联合仿真，首先通过Adams先建立模型和相应的运动副，通过静态分析、平行轮跳等一系列的运动仿真，作出一系列数据以及仿真图，并通过调节硬点位置悬臂长度和倾角等来使曲线达到相对预期数值。

同时，采用Adams car中的载荷提取功能，对悬架各关键连接部位进行力的提取，然后通过Ansys的静态力学分析对零件的危险工况进行受力分析，在保证强度的同时也兼具轻量化。

二，悬架参数计算及模型2.1数据计算根据方程式赛车的初步悬架参数，首先需要定下偏频侧倾梯度等数据。

后考虑到悬架的整体布置，需考虑到轮距轴距等。

悬架的刚度会较大的影响车辆的操作稳定性，同时良好的悬架性能能提高弯道灵活性。

根据空气动力学的仿真得出本赛车在v=16.67m/s的速度下会产生800N的下压力，将侧倾角控制在±1.2°，整车俯仰角控制在±0.75°，分别对应1.8g转向和1.15g制动的情况，对应侧倾0.6deg/g，线刚度0.65deg/g。

2.2，初步硬点确定在推拉杆的选取上，我们采用前悬拉杆后悬推杆，理由是在为符合车身的空气动力学，拉杆可位于车底，便于整体结构，而后悬为拥有足够的性能且对整体影响不像前悬一样大，通过分析后，推杆更能达到完美预期。