多目标优化方法在悬架几何设计上的应用
悬挂式有轨制导车辆车体多目标参数优化设计
悬挂式有轨制导车辆车体多目标参数优化设计
陈思;李成群
【期刊名称】《装备机械》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】为提高悬挂式有轨制导车辆车体的力学性能和尺寸结构的合理性,应用CREO软件和ANSYS软件对悬挂式有轨制导车辆车体进行建模仿真,通过静力分析、模态分析、灵敏度分析、响应面分析对悬挂式有轨制导车辆车体进行多目标参数优化设计,同时使悬挂式有轨制导车辆车体的结构更加合理和稳定。
在优化设计中,以
悬挂式有轨制导车辆车体的三个关键尺寸为输入变量,在满足强度、刚度要求的前
提下,最终获得合理的优化设计方案。
优化设计后,悬挂式有轨制导车辆车体质量减
小11.53%,最大等效应力增大至12.21 MPa,且远低于材料的屈服极限,满足强度、刚度要求。
通过多目标参数优化设计,显著提高了悬挂式有轨制导车辆在搬运作业
时的可靠性。
【总页数】7页(P1-6)
【作者】陈思;李成群
【作者单位】华北理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH22
【相关文献】
1.悬挂式单轨车辆悬挂参数优化研究
2.悬挂式单轨车辆车体强度评估工况分析
3.悬挂式单轨车辆车体强度评估工况分析
4.考虑弹性车体的轨道车辆转向架悬挂参数多目标优化设计
5.基于田口稳健设计的跨座式单轨车辆悬挂系统多参数优化
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
轿车悬架控制臂参数化建模及轻量化多目标优化设计
轿车悬架控制臂参数化建模及轻量化多目标优化设计车辆悬架是车辆重要的组成部分之一，直接关系到车辆的行驶性能和舒适性。
悬架控制臂作为悬架系统的重要部件，其参数设计对车辆的转向稳定性、抗疲劳能力、通过性等方面有着很大影响。
为了提高轿车的性能与可靠性，轿车悬架控制臂的参数化建模和轻量化多目标优化设计是必不可少的步骤。
首先，对于轿车悬架控制臂参数化建模，可以采用CAD建模软件进行完成。
具体的建模过程包括坐标系的设定、几何图形的建立及参数的提取等。
在建模时需考虑到悬架控制臂的结构特点以及设计要求，以确保建模结果准确可靠。
其次，针对轿车悬架控制臂的轻量化优化设计，可以采用拓扑优化技术。
具体做法是在前提满足轿车行驶稳定性的基础上，利用有限元分析软件对悬架控制臂进行力学仿真分析，获得载荷作用下的最大应力集中区域。
然后，设置拓扑域和拓扑分区，减少结构材料的使用量，同时保证结构刚度和强度要求。
最后再基于多目标优化理论，考虑在轿车悬架控制臂轻量化的基础上进一步优化转向稳定性和驾驶舒适性等方面的性能。
最后，轿车悬架控制臂参数化建模与轻量化多目标优化设计的实施，可以达到节省材料、减轻车重、提升性能和降低油耗等多重优势。
同时还可以有效控制车辆成本，提高车辆的市场竞争力。
因此，在轿车悬架系统的设计中，参数化建模与轻量化多目标优化设计的应用越来越受到车辆制造业和悬架系统制造公司的重视和推广。
在进行轿车悬架控制臂参数化建模和轻量化多目标优化设计时，还需要考虑一些关键因素。
首先需要考虑的是材料选择与性能设计。
轿车悬架控制臂所使用的材料不仅需要满足强度、刚度等基本要求，同时还需考虑其重量、成本等因素。
因此，在进行参数化建模和轻量化多目标优化设计时，需要根据材料的特性和特点进行合理的材料选择。
其次，在选定适当的材料后，需要进一步考虑材料的加工工艺以及成本等方面的因素。
针对这些因素，需要通过多方面的分析，优化材料性能与成本，以达到最优的效果。
基于多目标优化的汽车底盘车架设计
基于多目标优化的汽车底盘车架设计汽车底盘车架是汽车的骨架，具有承载车身重量、支撑车辆传动系统和悬挂系统等重要功能。
在汽车设计过程中，车架的优化设计对于提高车辆性能、降低燃油消耗和改善乘坐舒适度至关重要。
基于多目标优化的汽车底盘车架设计方法能够在不同目标之间找到最佳的平衡点，为汽车的研发和制造提供了有力的支持。
多目标优化方法允许在设计过程中考虑多个不同但相关的目标，并通过权衡不同目标之间的利益来获得最佳解决方案。
对于汽车底盘车架设计来说，常见的目标包括结构强度、重量和刚度等。
在实际设计中，这些目标之间往往存在矛盾关系，例如增加结构强度可能会导致增加车架的重量，从而影响燃油经济性和悬挂系统的性能。
为了解决这些矛盾，基于多目标优化的汽车底盘车架设计方法提供了一种有效的设计策略。
首先，通过建立适当的数学模型来描述车架的性能指标，如结构强度、重量和刚度等。
然后，利用现代优化算法，如遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等，对车架进行优化设计，以寻求最佳的设计参数组合。
在多目标优化设计中，一个关键的步骤是制定适当的设计变量和约束条件。
对于汽车底盘车架来说，设计变量可以包括材料类型、截面形状、连接方式等。
约束条件可以包括结构强度、刚度、自然频率等。
通过调整设计变量和约束条件，优化算法能够在设计空间中搜索最佳解。
另一个重要的考虑因素是对不同目标的权重设置。
在汽车底盘车架设计中，不同的目标对于车辆性能和成本等方面有不同的影响。
例如，强度和刚度可能对车辆安全性和乘坐舒适度至关重要，而重量和成本则会直接影响汽车的燃油经济性和销售价格。
通过设置不同的目标权重，优化算法可以生成在不同目标之间找到最佳平衡点的解。
多目标优化的汽车底盘车架设计方法具有许多优点。
首先，它可以提供多种解决方案，使设计师能够在不同的设计空间中选择最佳方案。
其次，它可以显著提高车辆性能和综合效益。
通过优化设计，可以提高车架的结构强度和刚度，减轻车身重量，降低燃油消耗，提高行驶稳定性和乘坐舒适度。
铁道车辆悬挂参数稳健性设计及多目标优化
列车安全以及稳定地运行是铁路运输的基本要求。 高速列车的发展使得列车 运行速度不断提升，这对于车辆运行的稳定性提出了更高的要求。车辆悬挂系统 能够抑制蛇形运动，确保车辆运行的稳定性，它的设计非常重要。 论文以 CRH2 动车组拖车为研究对象，建立了车辆动力学模型，并对该模型 做了参数化处理， 完成了临界速度、脱轨系数以及轮重减载率这三个车辆运行稳 定性指标的计算。在此基础上，结合多目标优化软件 Isight，通过最优拉丁超立 方算法完成实验设计，进而建立车辆横向动力学 Kriging 近似模型，基于该近似 模型运用归一法结合第二代非劣排序遗传算法完成了对上述车辆运行稳定性指 标的多目标优化。论文还运用蒙特卡洛模拟对这三个目标的稳健性作了分析， 并 运用 6 Sigma 稳健优化方法对悬挂参数做了稳健设计。结果表明，经过优化的悬 挂参数设置有利于提高车辆运行稳定性。 关键词：铁道车辆 悬挂系统 稳定性 稳健性设计 多目标优化1 1.2 1.3 1.4 第2章 2.1 2.2 2.3 第3章 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 第4章 4.1 4.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 第5章 5.1 绪论................................................................................................................1 论文选题背景及意义....................................................................................1 国内外研究现状............................................................................................1 铁道车辆运行稳定性及评价指标................................................................2 本文所做的工作............................................................................................6 铁道车辆悬挂系统简介................................................................................8 轴箱悬挂装置................................................................................................8 中央悬挂装置................................................................................................8 悬挂参数对系统动力学影响........................................................................9 高速动车技术特点和动力学仿真模型的建立.......................................... 11 高速动车结构概述及其技术参数.............................................................. 11 高速动车转向架整体结构概述.............................................................. 11 高速动车主要技术参数.......................................................................... 11 车辆系统动力学理论模型..........................................................................12 多体系统车辆动力学建模的原则与方法..................................................15 多体系统车辆动力学建模的基本原则..................................................15 多体系统车辆动力学建模的基本方法..................................................16 基于 SIMPACK 的高速列车客车动力学建模.......................................... 16 建模基本假设..........................................................................................16 利用仿真软件 SIMPACK 建立客车动力学模型.................................. 16 计算车辆横向稳定性动力学评价指标..................................................20 基于 Isight 的车辆运行稳定性代理模型...................................................24 代理模型概述..............................................................................................24 变量的选择..................................................................................................26 基于 Isight 的车辆运行稳定性 Kriging 模型的建立................................ 27 模型集成..................................................................................................27 DOE 试验设计.........................................................................................29 Kriging 近似模型的构建........................................................................ 34 车辆悬挂参数多目标优化..........................................................................36 多目标优化概述..........................................................................................36
多目标优化方法在汽车前悬架设计中的应用
ＬＩ Ｕ Ｙａ—ｋ ｕ ｎ， ＺＨＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ—ｒ ａｉ ｎ
（ Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｌａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ７ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
多 目标优化方法在 汽车前悬架设 计中的应 用
刘亚 坤 ， 张金敏 （ 兰 州交通 大 学机 电工程 学院 ， 甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｌ ｅ Ｔａ ｒ ｇｅ ｔ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ａ ｎ Ａｕｔ ｏ ｍｏ ｂｉ ｌ ｅ Ｆｒ ｏ ｎ ｔ Ｓ ｕｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
１ ＡＤＡＭＳ模 型 的 建 立及 仿 真
１ ． １ 悬 架 数 学 模 型 的 建 立
ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｏ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ．
中图分 类号 ： ＴＨ１ ２ ２ ； Ｕ４ ６ ３ ．３ ３
文献 标识 码 ： Ａ
优化 设计 。用 虚 拟 样 机 平 台对 轿 车 前 悬 架 进 行 优
汽车悬架振动系统的多目标优化设计
Cj(N/s) 2.999><103
c3(N/s) 9.99x103
参数 优化前
k3(105N/m) 0399
k4(105.N/m) 2.500
c3(105.(N/s)) 1.003
灰色粒子群优化算法
0.3490
1.7803
1.241
可靠灰色粒子群优化算法
0.299
1.500
1.700
参数 优化前 可靠灰色粒子群算法 改善度(%) 灰色粒子群优化 改善度(%)
标准PSO算法公式为：
Vi=w*yi+ul*randO*(Tbal-Yi) + u2(rand
(7)
Yi+l=Yi+Vj
(8)
式中：i=l,2,・・・s, s—微粒的总数；Y；—粒
子的当前位置微粒的速度co—惯性权重；
U]和U2—学习因子；丁囲、0问一个体极值和
时间/s
图1：车身垂向加速度均方根值仿真变化曲线 全局极值；rand()一随机数，rand()E(0,l)； Yi=(X】,X2,…，忑)、Vi=(v“V2,…，Vs)—粒子在 S 维 空间中的位置和速度。
后轮胎动载荷的均方根值分别为：
F =(£冷0/研；％ =(£碼(0/押2⑸ 式中:'一采样数目o前肩轮均方根值为
H)⑴ \mx+hm2/(l+h)\g'
[叫 + 叽 /(Z + h)]g
(6)
H](x)、H2(x),比⑻为目标函数，&(e)、
&(e)为约束条件。
4可靠灰色粒子群优化算法
4. 1基本粒于群算法
怡=｛vo*r),/ = 1,2,…，砂 (2) 初始化丫、乂，代入式(5)、(8),
基于NCGA的悬架硬点多目标优化
基于NCGA的悬架硬点多目标优化
李秋悦
【期刊名称】《汽车实用技术》
【年(卷),期】2024(49)3
【摘要】为了有效且快速地选择悬架硬点坐标参数,以便提高车辆的操纵稳定性,文章采用响应面法和邻域培植遗传算法(NCGA)对某悬架系统进行了优化设计。
首先构建了某微车麦弗逊悬架系统的动力学仿真模型,并对其悬架硬点坐标进行灵敏度分析,以便找出灵敏度较高的坐标参数;然后,根据响应面方法建立了定位参数与所选坐标参数之间的近似数学模型,并对此模型进行了精度验证,将定位参数进行合理分组并采用直接加权法建立统一目标函数;最后结合NCGA对所建立的目标函数进行了优化设计。
结果表明,优化后各定位参数变化量均有不同程度的减小,从而进一步提高了车辆行驶时的操纵稳定性,验证了所采用的方法具有一定的有效性。
【总页数】5页(P64-68)
【作者】李秋悦
【作者单位】康明斯东亚研发有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U462.3
【相关文献】
1.悬架导向机构硬点灵敏度分析及多目标优化设计
2.基于NSGA-II算法的悬架结构硬点多目标优化
3.基于NSGA-Ⅱ的双横臂悬架硬点多目标优化
4.基于区间分析的悬架硬点不确定性多目标优化
5.摩托车多连杆后悬架硬点的多目标优化
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
重型载货汽车悬架参数的多目标优化设计
有效 。
关键 词 ： 汽车 工程 ； 架 系统 ； 目标优 化 ； 目标遗 传 算法 ； 莱托 悬 多 多 帕
中 图 分 类 号 ： Ｈ１ ５ Ｔ ６ Ｔ ６ ；Ｇ ５ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｍ ｕｔ ｏ ｊｃｉｅＯｐｉ ｚ ｔ ｎｏ ａ ｙＴ ｕ ｋＳ ｓ ｅ ｓ ｎＰ ｒ ｍｅｅ ｓ ｌ －ｂ ｅ ｔ ｔ ｉ ｖ ｍｉａｉ ｆ ｏ Ｈｅ ｖ ｒ ｃ ｕ ｐ ｎ ｉ ａ ａ ｔｒ ｏ
ｏ ｊｃｉｅｆｎｔ ｎ ， ０ＧＡ （ ｌ －ｂｅｔｇｎ ｔ ｌ ｒ ｈ ｂｅｔ ｕ ｃｉ ｓ Ｍ ｖ ｏ ｍｕｔ ｏ ｊｃ ｅ ｅｉ ａｇ ｉ ｍ）ｉ ａ ｐ ｉ ｏ ｏ ｔｉ ｈ ａｅｏ ｒｓ ｌ ｆ ｉ ｃ ｏｔ ｓ ｐ ｌ ｄ ｔ ｂ ａ ｔ ｅｐ ｒｔ ｅｕｔ ｏ ｅ ｎ ｓ
ｃ ｓ ｒ ｉ ，ｒ ｏｔｍ ｅ ｎ－ ｑ ｒ ｖ ｌ ｏｆ ｖ ｒｉ ａ ａ ｃ ｌｒ ｔｏ ｏｆ ｂｏ ｙ， ｆｏｎ ａ ｄ ｅ ｒ ｉｅ ｏ ｄ ｓ ｈ ｅ ｏｎ ｔａｎｔ ｏ — ａ ｓ ｕａ ｅ ａｕｅ ｅ ｔｃ ｌ ｃ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｄ ｒ ｔ ｎ ｒ ａ ｔｒ ｌ ａ ａ ｔ ｒ ｅ
２０ 年第 １ 期 ０８ １
文 章 编 号 ：Ｏ １—２ ６ ２ ０ ） １—０ ２ ｔ０ ２ ５（ ０ ８ １ ０ ９—０ ４
设 计 与研 究 ・
重 型 载 货 汽 车悬 架 参 数 的 多 目标 优 化 设 计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｒ ≮ 援 基 也 器 州
车轮跳动量／ｍｍ （ｃ）车轮跳动量一主销后倾角曲线
ｆ ≤ 摆 星 昱 苯 州
车轮跳动鼍／ｍｍ （ｄ）车轮跳动量一主销内倾角曲线
ｌ
蠢
笾 唇 餐 饼 ＊
车轮跳动量／ｍｍ （ｅ）车轮跳动量一车轮横向位移曲线
图３某轿车麦弗逊前悬架定位参数初始仿真特性与目标
பைடு நூலகம்
特性对比
Ｆｉｇ．３
ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ’８ ｏｒｉｇｉｎａｌ＆ｔａｒｇｅｔ ｗｈｅｅｌ ａｌｉｇｎ· ｍｅｎｔ ｃｉｎ＇ｖｅｔｉ ｏｆ ａ ｅａｒ
进行单轮跳动仿真计算，通过ｉＳｉｇｈｔ ＦＤ算法包的遗 传算法实现悬架模型参数的优化，优化后的仿真分 析数据与目标数据的差的平方和ｙ趋近于Ｏ（优化 过程中目标函数的数值变化历程如图５所示），优 化后的悬架轮跳特性的结果如图６所示．对比图６ 和图３的结果，可见优化后的结果更加逼近目标值， 悬架定位参数特性得到ｒ显著的改善．
（１）车轮外倾角与目标数据的差值的平方和； （２）车轮前束角与目标数据的差值的平方和； （３）主销后倾角与目标数据的差值的平方和；
（４）主销内倾角与目标数据的差值的平方和； （５）车轮横向位移与目标数据的差值的平方 和．即
ｍｉｎｆ＝∑（ｓ一丁）２
（１）
式中：Ｓ为仿真分析结果；Ｔ为目标特性值．
基于以上因素，取主销后倾角、主销内倾角、车
图２某轿车麦弗逊式前悬架多体动力学模型
Ｆｉｇ．２ Ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ ｆｒｏｎｔ ｓｕｓ— ｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ａ ｃａｌ＂
２优化问题的描述与实现
汽车前轮定位参数包括车轮外倾角、主销内倾 角、主销后倾角以及前轮前束等，此外，轮距的变化 对汽车的操纵性能和车轮轮胎的磨损也有着较大的 影响．在车轮上下跳动时，希望外倾角变化较小，以 减少轮胎的磨损，故车轮外倾角的取值一般处于 一０．５０一一２。的范围内，且悬架设计要求上跳时外 倾角向负值变化，下落时向正值变化；从操纵稳定性 来讲，要求前悬架设计成Ｅ跳时外倾角向增大方向 变化，下落时向减小方向变化．后倾角在车轮上下运 动过程中也不应出现大的变化，以免在倚载变化时 出现回正力矩过大或过小的现象，使操纵件能变差． 另外，要求后倾角具有随车轮一卜跳而增加的趋势．这 样可以抵消制动点头时后倾角减小的趋势，悬架主 销后倾角的取值一般处于２。一５。的范围内．主销内 倾角要求具有随车轮下落而减小、上跳而增加的趋 势，以便减少转向操纵力，减少回跳和跑偏现象，改 善车辆直线行驶的稳定性，主销内倾角的取值一般在 １０。～１５０的范围内．车轮前束角的作用主要是对转向 车轮因行驶阻力和车轮外倾造成的外张起补偿作用， 以保证车轮直线行驶的稳定性，同时可以弥补外倾角 所带来的不利影响，减少轮胎的磨损，前束角取值一 般在０．１。左右【５ Ｊ．为了减小轮胎磨损，轮胎的侧滑量 即轮胎接地处横向位移应尽量小，一般小于１０ ｈｉｍ．
第３７卷第７期 ２００９年７月
华南理工大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｖ０１．３７ Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ ２００９
文章编号：１０００－５６５Ｘ（２００９）０７．００８５．０５
ｌ
蠢
趟 足 鼙 辑 卅
车轮跳动阜｝／ｍｍ （ｅ）车轮跳动量一车轮横向位移曲线
图６某轿车麦弗逊前悬架结构优化后结果
Ｆｉｇ．６
Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｈｅｅｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ａ ｃａｌ＂
万方数据
第７期
ｆ ￥ 峨 警 畚
加ｍ加加。一。一一乏
车轮跳动星，ｍｍ （ａ）车轮跳动鞋一外倾角曲线
ｆ ≮ 援 ｛珏｝ ：毫
车轮跳动量／ｍｍ （ｂ）车轮跳动量一前束角曲线
ｆ ￥ 接 警 妲 翠 州
车轮跳动量／ｍｍ （ｃ）车轮跳动量一主销后倾角曲线
ｆ ￥ 壤 墨 长 笨 删
车轮跳动量，ｍｍ （ｄ）车轮跳动量一主销内倾角曲线
多目标优化方法在悬架几何设计上的应用水
杨荣山１ 黄向东２ 袁仲荣３ 赵克刚１
（１．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州５１０６４０；２．广州汽车集团汽车工程研究院，广东广州５１０６４０； ３．广州汽车集团股份有限公司，广东广州５１００４５）
摘要：以多体系统动力学理论为基础，应用机械系统动力学仿真软件建立某轿车麦弗
图４ ＡＤＡＭ／Ｃａｒ与ｉＳｉｇｈｔ ＦＤ联合仿真优化流程图 Ｆｉｇ．４ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ＡＤＡＭＳ／Ｃａｒ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｉＳｉｓａｔ ＦＤ
万方数据
华南理工大学学报（自然科学版）
第３７卷
定义初始设计变量，经ＡＤＡＭＳ仿真分析，将仿 真结果与目标数据做差分析，并作收敛性判断，若不 收敛则改变设计变量再次仿真计算，形成闭环优化． 直接利用ｉＳｉｇｈｔ ＦＤ中封装的多岛遗传算法与ＡＤ— ＡＭＳ／Ｃａｒ进行联合优化仿真，多岛遗传算法把种群 分成几个岛，在各个岛上分别进行传统遗传算法的 计算，然后在代之间各岛会有迁移来增加样本的多 样性，以增加算法的多峰搜索能力归Ｊ．优化算法设 置如表３所示¨引．
由于悬架系统各个定位参数之间互相影响、互 相耦合，采用传统的优化方法（线性规划、二次规划 等）很难处理诸如悬架定位参数随轮跳变化的多目 标优化问题．采用近年来发展起来的多学科、多目标 优化工具，则有可能很好地解决这个问题，并且利用 遗传算法还可以快速发现整体最优解．
麦弗逊悬架具有结构简单、紧凑、占用空间少、 非簧载质量小等特点，是现代汽车上广泛采用的一 种悬架结构形式．文中应用经典的多体动力学分析 方法建立某轿车前麦弗逊悬架系统的多体动力学分 析模型，并利用多目标／多参数设计优化软件工具 ｉＳｉｇｈｔ ＦＤ和遗传算法对该悬架前轮定位参数进行优
根据ｔ述经验并结合多款同级别目标车型的悬 架定位参数的试验数据分析一培Ｊ，设定该轿车麦弗逊 前悬架的运动特性如图３所示，根据图３发现该悬
加 一０ ｆ、一０
谴－０ 晕一Ｉ 蠹一Ｉ
—ｌ —ｌ —ｌ
０ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ＾ｏ），艘镁茬 Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
车轮跳动晕／ｒａｍ （ａ）车轮跳动量一外倾角曲线
车轮跳动最，ｍｍ （ｂ）车轮跳动量一前束角曲线
作者简介：杨荣山（１９７９－），男，博士生，主要从事车辆设计方法与系统动力学、ＣＡＤ／ＣＡＥ等的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｒｏｎｇｓｈａｎ＠
１２６．ｃｏｒｎ
万方数据
华南理工大学学报（自然科学版）
第３７卷
利用ＡＤＡＭＳ／Ｃａｒ软件建立某轿车的麦弗逊前 悬架的多体动力学模型，如图２所示．篇幅所限，详细 的建模过程和理论推导可参考ＡＤＭＡＳ理论手册‘４‘．
Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ ｆｒｏｎｔ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ
ｌ一车身；２一弹簧；３～减震器七体；４—转向节总成； ５一转向横拉杆；６—转向齿条；７～下控制臂； ８一车轮；＾一Ｊ为悬架几何设计的控制点
收穑日期：２００８．０５．０９ ·基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２００７０５６１０２０）
轮前束角、车轮的外倾角以及车轮横向位移与各自
目标曲线差值的平方和为优化目标函数，采用线性
加权组合法得到综合目标函数：
５
ｆ＝∑ＲｉＺ
（２）
ｉ＝１
式中：Ｚ为单目标函数；Ｒｉ为权因子．
在多个优化目标中有主次或轻重不同，凡要求
优先达到的目标应赋予较大的权因子，被赋予较大
权因子的目标在优化过程中有更大的优先权，即首
表３悬架几何优化的算法设置
Ｔａｂｌｅ ３ Ｓｅｔｕｐ ｏｆ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
选项名称
数值
选项名称
数值
子种群规模
ｌＯ
岛数
１０
交义概率
１．００
变异概率０．Ｏｌ
遗传代数
２０
迁移概率０．Ｏｌ
３优化仿真计算结果
在仿真计算过程中，选择轮胎跳动范围为＋５０ｍ，
化，根据优化后的参数对前悬架系统进行改进设计．
１ 麦弗逊悬架模型的建立
在建模之前先对麦弗逊悬架模型作一些合理的 简化和假设：（１）假设悬架除弹簧、减震器、橡胶衬 套外的各部件都是刚体；（２）忽略运动副的摩擦．根 据实际的悬架和转向系统结构，抽象出如图ｌ所示 的麦弗逊式前悬架结构示意图ｐ Ｊ．
图ｌ 麦弗逊式前悬架结构示意图‘３１
中图分类号：Ｕ４６３．３３
文献标识码：Ａ
悬架系统是汽车重要的组成部分，其运动特性 的优劣关系到汽车的操纵稳定性、舒适性、转向轻便 性和轮胎使用寿命等…．合理的几何定位参数是保 证汽车悬架具有良好运动学特性的重要因素，如果 悬架结构设计不当，就会大大影响汽车产品的使用 性能（如转向沉重、跑偏、轮胎偏磨等）心】．如何在工 程可行性约束条件下适当调整悬架若干几何硬点的 布置，使悬架系统的多个定位参数在正常工作状态 下处于理想的运动范围内，是设计悬架系统的关键．
先保证该目标的实现；而权因子较小的目标是在实
现权因子较大的目标的基础上考虑的；以此类推．由
于车轮外倾角和前束角直接影响汽车的直线行驶能
力，对汽车操纵稳定性影响较大，应取较大权重；横
向位移变化对轮胎磨损有较大影响，也取较大权
重Ｈ Ｊ．综上分析，权重因子相互之间的大小关系比
其具体数值更为重要，由此可确定各目标函数的权
表２设计变量初始值及变化范围
Ｔａｂｌｅ ２ Ｉｎｉｔｉａｌ ｖａＪｔｌｅ￥ａｎｄ ｒａｎｇｅｓ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ
２．３ 优化算法的流程 优化过程的流程及在ｉＳｉｇｈｔ ＦＤ中的实现如图４