[发明专利]一种基于鲁棒优化的底盘零部件目标分解方法

说明书

本发明公开一种基于鲁棒优化的底盘零部件目标分解方法，包括：步骤1：建立悬架KC特性参数化分析模型，步骤2：悬架K特性DOE分析；步骤3：建立硬点坐标与悬架K特性指标近似模型；步骤4：基于悬架K特性指标的悬架硬点坐标鲁棒优化；步骤5：悬架C特性DOE分析；步骤6：建立弹性部件刚度与悬架C特性指标近似模型；步骤7：基于悬架C特性指标的悬架弹性部件刚度多目标优化；步骤8：输出悬架硬点与弹性部件刚度。本发明通过数值优化确定零部件设计指标初始状态及设计范围，综合均衡整车各项性能指标，可以解决底盘正向开发中，行驶性能系统级目标分解到底盘零部件设计指标的问题。

技术领域

本发明涉及汽车行驶性能分析领域，特别涉及到整车底盘正向开发零部件初步设计阶段将行驶性能系统级目标分解到底盘零部件设计指标的方法。

背景技术

底盘关键零部件主要指构成前、后悬架的杆系结构以及衬套、弹簧等弹性零部件。底盘零部件的设计指标主要是包括：底盘硬点即零部件的安装点或运动参考点与弹性件的刚度。其中，底盘硬点为底盘杆系等零部件的设计提供几何边界，弹性件的刚度为减振器、螺旋弹簧、橡胶衬套外特性曲线设计提供依据，指导其结构的详细设计。

底盘硬点直接决定了底盘杆系的运动轨迹，进而影响车辆行驶过程中车轮随地面跳动时轮胎的姿态变化，直接影响车辆的操纵稳定性。底盘衬套主要用于减少金属间的磨损，隔离道路噪音，对平顺性影响显著；同时衬套具有柔性，可在一定范围内弹性变形，对底盘杆系运动有一定影响，即影响车辆操纵稳定性。螺旋弹簧刚度主要影响车辆的平顺性。

底盘行驶性能零部件设计主要涉及底盘硬点设计、衬套各向刚度设计、弹簧刚度设计。目前，主机厂底盘零部件设计主要采用逆向开发模式。通过对标确定零部件设计指标范围及初始状态，难以保证整车多性能均衡达标，不能考虑零部件性能退化对整车性能的影响。

因此，由系统目标到零部件设计指标的分解方法是底盘正向开发的关键技术，是基于用户需求打造底盘个性化风格的底层实现途径。

发明内容

本发明提出一种基于鲁棒优化的底盘零部件目标分解方法，目的是解决底盘正向开发中，行驶性能系统级目标分解到底盘零部件设计指标的问题，通过数值优化确定零部件设计指标初始状态及设计范围，综合均衡整车各项性能指标，实现整车行驶性能系统级目标达成及底盘性能个性化打造。

本发明的技术方案如下：

本发明公开的一种基于鲁棒优化的底盘零部件目标分解方法，通过多体动力学建模技术搭建悬架KC特性分析模型，并对底盘硬点、衬套刚度、螺旋弹簧刚度进行参数化形成参数化悬架分析模型；依托悬架K特性分析模型，开展悬架K特性DOE分析并建立硬点与悬架K特性指标近似模型；基于K特性近似模型以悬架K特性指标为约束进行硬点鲁棒优化，得到硬点设计方案；更新悬架C模型硬点，并依托悬架C特性分析模型开展悬架C特性DOE分析，建立弹性部件刚度与C特性指标近似模型；基于该C特性近似模型以悬架C特性指标为约束与优化目标进行多目标优化，得到弹性部件刚度设计方案；输出悬架硬点与刚度设计方案，完成行驶性能系统级目标到零部件设计指标的分解。

本发明方法的具体实现步骤如下：

步骤1：建立悬架KC特性参数化分析模型

步骤1.1：在多体分析软件中建立悬架的C特性分析模型，通过输入硬点坐标位置确定悬架杆系、弹性部件的安装位置，通过输入各杆件质量与转动惯量建立悬架杆系，通过输入各弹性部件各方向刚度建立弹性部件，在各杆件、弹性部件间通过铰链建立约束关系，完成悬架C特性分析模型建立。

步骤1.2：在C特性分析模型基础上建立K特性分析模型，使用铰链在C模型中的衬套位置处建立约束关系并将原衬套属性进行抑制，完成悬架K特性分析模型的建立。