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吴显逸 廖小勇 陆云峰 李方豹
奇瑞商用车（安徽）有限公司 安徽省芜湖市 241009
在实际研究中应当将悬架运动学，和车轮定位以及参数设定相联系，并结合动量间的关系进行分析；
进行悬架弹性描述可以采用运动学方式，要考虑轮胎和路面作用，由于各部件的变形引起了参数的变化，称为悬架的弹性运动学。在悬架设计过程中，可以采用橡胶和衬套，这样就可以获得需要特征。所以要优化设计和流程，才能获得相应的运动学特性，从而得出疲劳寿命和具体影响情况。
建立模型是大多不考虑模型的不对称性，在硬点坐标也大多在车辆两侧位置，还要部件关键点位置，要想更好地测出悬架和关键点还要坐标的位置关系，就要通过相关试验来测试，从而得出衬套的刚度数据，然后再将特性文件，输入到ADAMS模型当中，并建立结构关系。
模型的转向节：（1）是车轮；
（2）是转向的横拉杆；
（3）是下控的制臂；
（4）是双筒式的减振器；
（5）是螺旋弹簧；
（6）是限位块；
（7）是橡胶衬套组成的，这些是主要的结构和部件，在实际使用过程中，具有重要的作用。通常情况下控的制臂，以及外端是通过球副来相连，内端则是通过前、后衬套相连的；
转向节与外端是球副来连接的；
减振器的下支柱和转向节是一个刚体，减振器和上面的支柱和，以及车身一般都是用衬套进行连接的，在两者之间的圆柱部位，是副进行连接的，其中还要弹簧轴线，以及减振器轴线，但是主销与这些部位是不共线的，整个系统当中，一般是有4个自由度。
各个不同的工况，模型仿真曲线和有一定的差别，为了更好地分析后续的灵敏度，应当做好优化准备，
2.1 纵向力和仿真对比
在车轮的两侧位置，要施加±2000N纵向力，并运用模型和仿真方式进行对比，试验结果。可以看出模型前束角和后倾角的变化和趋势，但在中心区还存在误差，出现这种情况是因为衬套方向很难测量，所以方向上有一定差异，所以应当进行充分地研究，才能更好地确定衬套方向。
2.2 侧向力和实际仿真对比
在对左右两侧的车轮上，应当施加±2000N侧向力，并且通过模型和仿真，以及和试验数据的对比，得到的试验结果。
曲线显示模型前束角和后倾角出现了一些变化但是与对标车辆是一致的，在前束角的中心斜率上还存在误差，这由于衬套安装方向造成的，所以在具体的工作中，应当注意这些情况的影响。
灵敏度是比较重要的问题，尤其要对参数情况有充分地了解，如果实际操作过程中出现了变化，就会导致动态变化，即使影响较小，也要给予一定的注意。所以要对灵敏度进行分析，寻找影响较大的安装方向。
灵敏度计算方法会受到一些因素的影响，尤其是在相同的衬套方向情况下，将计算差值应当通过相关的参数变化，还有差值大小来确定。本文采用了±20°变化量。在进行灵敏度分析过程中，要注重相对变量问题，还要变化斜率，在变量变化量相同的情况下，会对函数产生一定的影响，也会对影响变化量从而确定对具体的安装方向。
进行灵敏度计算时，使用的公式（以前束角为例）是：
公式3.1
在公式3.1当中，用表示衬套方向，相对变量用x来表示灵敏度；
衬套方向用x表示，以及变化后的变量值；
是衬套的方向变化前和变量值。
在对5个和5个以上橡胶衬套进行分析时，要注意姿态情况，这时可以得出15个变量，并且运用iSIGHT和DOE模块分析，而各个设计的变量，也可以采用相同变化量（±20°）。其中的Zt和Zr是纵向力的作用，在车轮前束角，还有主销后的倾角方面，要给予一定注意；
并且在Ct和Cc使用上，表示的是侧向力作用情况，还要车轮前束角情况，以及外倾角状况；
衬套用FrameFront欧拉角表示（α，β，γ），主要代表的是具体安装方向，其他参数类似，具体情况参考2.1。
从对结果的分析可以得知，α，β，γ，α，β，γ变量，并且对悬架的弹性有一定的影响，所以要进行优化，作为变量进行设计。
要想更好地构建数学模型，就要优化悬架特性，在优化的过程中目标不能局限，这时因为悬架的结构是复杂的，所以要进行多当面考虑，尤其是衬套安装方向，不能是简单的关系，要考虑各种因素，才能更好地建立模型。在安装时要重视衬套方向的具体变化，因为可能会影响多个方面因素，也会受到单一问题的影响，所以这个问题要充分地重视。对单目标进行优化时，也不能只考虑单个目标，但是也不能多个特性都能同时地满足。多目标优化时，可以用iSIGHT软件进行处理，并且运用内部的遗传算法来进行优化。
3.1 变量问题
进行悬架系统的优化，要注重在设计阶段的优化，同时也要考虑变量问题，以往这些问题不仅影响了结果，也会对可变参数产生很大的影响，在实际选择中要选择运动学特 性 大 的。可 以 选 择α，β，γ，α，β，γ作为变量，可以描述成：
公式4.1.1
3.2 具体的约束分析
要根据具体的实际受力情况，在不改变结构的情况下，对衬套和的安装方向进行研究（α，β，α，β，），并注重变化范围，一般情况下是±45°，方向是（γ，γ）范围是±90°。
3.3 函数分析
要想更好地分析相关函数和数据，可以采用目标规划法，并且将多个目标进行一定的转化成单个目标，然后在进行处理，目标函数是：
公式4.3.1
其中，（）是总的目标函数；
w各分目标的权系数，是取1，而f（）是各计算值，f（0）是的最优值。
3.4 建立数学模型
建立数学模型是：
公式4.4.1
当优化设计确定了以后，就要将数学模型全部地输入到iSIGHT软件当中，通过软件可以快速地优化和分析，优化之后设计变量，会产生变化，经过了优化之后的模型，通过仿真曲线对比，还要对标车辆试验，以及对曲线对标的分析，可以看出优化之后具体情况，还要具体的安装方向，并且了解了悬架弹性和运动学特性，相关参数也发生了一定程度的改变，所以相关的实验是有一定的价值的，对优化设计可以有一些比较积极的影响。
根据图1的纵向力，这个作用下的前束角也发生了变化，具体的曲线对比，如图2在纵向力的作用下，后倾角也发生了一定变化，曲线对比如图3，图4。
图1
图2
图3
图4
5.1 试验方法，见表1
5.2 试验样件准备
同一配方同一批次的样件，测量空心、实心、轴向静刚度（试验要求见表1），选取静刚度误差在15%以内的6个样件，编号01～06（静刚度结果见表2）。
表1
表2
5.3 试验夹具设计及安装
根据衬套实车安装状态及受力工况，结合试验设备（直线液压作动缸），设计衬套安装夹具及试验工装，衬套采用压装工艺装配到专用夹具内，夹具上标识角度及方向。安装试验工装时，注意径向加载及轴向摆转的中心保证在衬套中心，摆转角度通过标准摆臂进行线性转换成位移加载。径向加载的作动缸均需增加导向装置，防止作动缸上下左右摆动。
表3
图5 轴向静刚度试验工装
图6 试验工装
图7 导向装置
5.4 试验结果，见表4、表5
表4
表5
5.5 试验分析
通过以上2种试验方法的验证，在不改变衬套材料、结构、满足各方向刚度要求的前提下，调整控制臂衬套安装方向，能够提高衬套疲劳寿命，减小悬架故障率，提升整车品质。
图8 方法1样件失效状态图
图9 方法2样件失效状态
通过具体试验验证，对其衬套安装方向进行优化并取得了明显效果，为提高悬架性能提供了有力帮助。但是，由于试验过程中不考虑悬架刚度变化影响，会使结果精度略有降低。由于衬套是非金属的，所以橡胶材料在生产和制造中稳定性较差，难以精确地控制。衬套的刚度可通过相关措施来处理。
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