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车身尺寸偏差对汽车行驶跑偏性能影响研究

段骏  
【摘要】:车身在制造过程中不可避免的会产生尺寸偏差,直接影响到整车的质量和性能;汽车行驶跑偏是常见的一种汽车故障,是整车重要的性能指标。车身尺寸偏差将会影响新车在使用过程中相对较短的一段时间内的行驶跑偏性能,如何建立起车身尺寸偏差与行驶跑偏的关系,是本文的主要研究内容。在研究车身尺寸偏差的设计流程和前轮定位参数理论基础上,提出了面向前轮定位参数的车身尺寸偏差稳健设计模型。首先,根据麦弗逊式悬架与车身的装配关系,建立起前轮定位参数和测点的关系;其次,以车身作为悬架定位点,将悬架装配关系转化为确定性定位约束,基于确定性定位分析方法建立悬架上测点和车身定位点的关系,运用蒙特卡洛模拟法(Monte Carlo Simulation)思想求解最优的定位方案;最后,以前轮定位参数稳健为目标,对车身尺寸偏差进行敏感性分析,求解车身尺寸偏差稳健设计值。同时,以某车型的麦弗逊式悬架参数信息进行实例分析,验证模型的可行性。左右前轮的前束角和外倾角不匹配,将使得轮胎产生不等的侧向力和回正力矩,破坏汽车平衡,产生行驶跑偏,因此将前束角和前轮外倾角作为研究的目标,提出了面向前轮定位参数的汽车行驶跑偏模型。首先,建立起整车坐标和轮胎坐标系;其次,在侧向运动和横摆运动二自由度车辆平面运动模型的基础上,考虑前轮左右不等的侧向力和回正力矩,建立汽车直线行驶跑偏模型。最后,基于正交实验设计和响应面法建立前轮定位参数与汽车行驶跑偏的二阶多项式响应面模型,分析左右不等的前轮外倾角和前束角对的汽车行驶跑偏影响。提出了多参数自适应DE算法辨识MF2002模型参数。首先,根据某轮胎的实验数据,建立目标函数;其次,构建算法流程,主要是设立了控制参数F和pC的种群,将多个控制参数同时用于变异和交叉操作,在进行选择操作时选取最优的个体的进入下一代,同时保留成果进化个体控制参数F和pC供下一代控制参数进行选择。最后,进行20组MF2002模型参数辨识,与NSADE算法进行对比分析,可知多参数自适应DE算法对MF模型参数辨识精度高,收敛快,成功率高。在以上研究基础上,基于正交实验设计和响应面法建立车身尺寸偏差与汽车行驶跑偏的一阶响应面模型,分析车身定位点尺寸偏差对汽车行驶跑偏的敏感性。最后,进行汽车行驶跑偏实车实验,验算基于机器视觉的汽车跑偏系统的实验重复性和数据的波动水平,数据得出该系统跑偏的计算方法存在缺陷,无法满足精确测量的要求。


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