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基于ADAMS和遗传算法的汽车悬架系统优化和分析

作　者: 田媛媛
导　师: 赵继俊
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: ADAMS 遗传算法 悬架系统 仿真 优化
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 293次
引　用: 3次
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内容摘要


本文的主要研究对象是某吉普车的独立悬架系统,悬架作为汽车重要组成部分,其性能可以通过优化结构而得到改善。遗传算法作为一种现代优化设计方法,有其他传统优化算法不可替代的优点,本文利用ADAMS软件提供的优化算法的用户接口,将遗传优化算法代码做成动态链接库,成功地添加到ADAMS/View中,实现了遗传算法与ADAMS软件的对接,将ADAMS软件与遗传算法相结合,对悬架系统进行仿真分析和优化设计。把悬架视为一个单独的系统进行研究,忽略悬架系统中衬套的作用和轮胎的弹性,在ADAMS/View中建立悬架的单轮模型,对样机模型做了运动学仿真并把悬架结构参数设置为变量。为了改善前悬架运动学特性,在悬架运动学分析的基础上,应用遗传算法对前悬架结构参数进行了优化设计,使车轮接地点的侧向滑移量最小,从而降低轮胎的磨损,获得较好的优化效果。在此基础上,建立了包括车身、转向系、轮胎的整车动力学模型,按照国家标准建议的B级路面,在ADAMS下建立了仿真路面模型,对整车行驶平顺性进行了仿真分析计算。为了改善整车振动性能,降低振动能量,提高汽车的行驶平顺性,选择车身质心处垂直于地面方向的加速度均方根值为优化目标,应用遗传算法优化前、后悬架的弹簧刚度和减振器阻尼,实现了改善汽车行驶平顺性的目的。本文在ADAMS软件中对汽车前悬架系统运动学特性和整车行驶平顺性进行仿真分析,获得较好的仿真效果;将ADAMS软件与遗传算法相结合,对复杂悬架系统参数进行优化设计,实现了优化目标,对实践有较好的指导意义。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 研究的背景与意义  7-8
  1.2 国内外汽车悬架优化与遗传算法的研究现状及分析  8-11
    1.2.1 悬架优化方面的研究现状及分析  8-9
    1.2.2 遗传算法的发展状况及其在结构优化方面的应用  9-11
  1.3 论文主要研究内容  11-13
第2章 遗传算法及其在ADAMS软件中的实现  13-21
  2.1 遗传算法  13-17
    2.1.1 遗传算法概述  13
    2.1.2 遗传算法的运算过程  13-16
    2.1.3 遗传算法程序与测试  16-17
  2.2 遗传算法在ADAMS软件中的实现  17-20
    2.2.1 ADAMS中的优化算法  17-18
    2.2.2 用户自定义算法的添加  18-20
  2.3 本章小结  20-21
第3章 前悬架1/2 模型建模、仿真及优化  21-34
  3.1 引言  21
  3.2 ADAMS简介  21-23
    3.2.1 ADAMS产品和应用  21-22
    3.2.2 ADAMS虚拟样机的构建过程  22-23
  3.3 ADAMS中前悬架1/2 模型的建立  23-25
  3.4 双横臂独立悬架的仿真分析  25-29
    3.4.1 模型驱动的添加  25-26
    3.4.2 创建测量函数  26
    3.4.3 前轮定位参数与整车性能关系分析  26-29
  3.5 ADAMS中前悬架的优化设计  29-33
    3.5.1 优化条件的确立  29-31
    3.5.2 优化结果及分析  31-33
  3.6 本章小结  33-34
第4章 在ADAMS中建立整车模型  34-45
  4.1 引言  34
  4.2 汽车模型的建立  34-43
    4.2.1 车身模型的建立  35
    4.2.2 前悬架的建立  35
    4.2.3 转向机构的建立  35-36
    4.2.4 后悬架的建立  36-37
    4.2.5 人－椅模型的建立  37
    4.2.6 轮胎的生成  37-40
    4.2.7 路面的生成  40-42
    4.2.8 整车仿真模型的建立  42-43
  4.3 本章小结  43-45
第5章 整车行驶平顺性能仿真分析  45-55
  5.1 引言  45
  5.2 汽车平顺性  45-48
    5.2.1 人体对振动的响应  45-46
    5.2.2 平顺性的评价方法  46-48
  5.3 整车平顺性仿真  48-51
  5.4 悬架特性参数的优化  51-54
    5.4.1 优化条件的确立  51-53
    5.4.2 优化结果与分析  53-54
  5.5 本章小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-61
附录A 路面谱生成程序源代码  61-63
附录B 路面文件(.rdf )  63-66
致谢  66

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 行走系统 > 悬挂
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