基于公理化设计的平顺性评估和悬架设计[外文翻译].rar

附件C：译文

基于公理化设计的平顺性评估和悬架设计

摘 要

本报告提出了一个基于公理化设计（AD）方法的悬架系统公式，以同时提高乘用车的驾驶平顺性和静态设计因素（SDFs）。该方法适用于在悬架系统的运动学 设计过程中，解耦或减少功能要求和设计参数之间的耦合关系。我们参考功能要求来选取与前轮定位和平顺性相关的静态设计因素，同时悬架节点位置参考公共设计参数。对性能指标以及分析平顺性评价的动态特征进行定义之后，静态设计因素可以通过商用车柔性车身模型进行数学表达。我们在功能要求和设计参数之间定义灵敏度矩阵。通过该汽车模型，可以使用这些矩阵提出静态设计因素的设计序列。本报告通过恰当地设计运动学设计参数以同时改进平顺性和静态设计因素。


关键词：平顺性；悬架系统；运动学设计；独立公理；柔性车身；静态设计因素；性能指标

1. 简介
悬架系统可看作通过可动连接或者通过遵从类似橡胶衬套或者可伸缩弹簧原理的装置连接而成的刚体连结体。就汽车的操纵性、稳定性和平顺性方面而言，悬架系统在汽车性能方面起着重要作用。如果没有好的悬架系统，即使传动系统相当优秀，汽车也不可能具有好的驾驶操纵性能。悬架的运动学设计可用来确定节点位置或者运动学设计要点。众所周知，悬架是一个非常复杂的机械系统。迄今为止，人们一直依赖于直觉和经验来明确的描述其运动学设计；然而，悬架系统的目标函数仍旧没有弄清。
一些基于公理化设计理论的研究已经克服了对机械系统运动学分析过程低效的弊端。作为一种系统化的方法，公理化设计理论被引入设计过程之中（Suh, 1990；Suh,1995a），它完美的利用了技术知识和试探性决策。设计公理适用于设计阶段中的创新过程，并且，概念设计阶段的分析和决定的基本原则分别源自独立公理和信息公理（Suh，1990）。尽管公理化设计理论简单且清晰明了，但它尚未被机械系统所采用。然而，它已经在产品设计（Suh，1990；Moon et al.，1999）和制造业工艺流程设计（Almström,1998）中得到应用。但公理化设计在目前使用的包括麦弗逊悬架系统、双横臂悬架系统、多连杆悬架系统在内的用于改善悬架系统静态设计因素（SDF）的流程中却几乎没有得到应用，它只有在现有的麦弗逊悬架系统的耦合设计矩阵中得到了应用。然而，由于节点和运动学设计要点的紧密耦合以及悬架系统的高度非线性（Choi，1999），我们很难预测哪些部分需要修改。改进过的麦弗逊悬架系统中的静态设计因素的值是最优的，因为它是由一个通过对耦合部分进行改进设计的解耦设计矩阵得到的（Bae，2003）。尽管一个悬架系统可以通过应用使用公理化设计方法的独立公理进行解耦，但是却很难确定这一行为在平顺性方面所造成的影响。