[发明专利]重卡双前桥转向系统优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种重卡双前桥转向系统优化方法。

背景技术

随着优化设计理论新成果的不断普及以及计算机计算能力的提高，对转向梯形采用更为精确算法进行求解，并且把对平面梯形的研究转化为对空间梯形的研究。常用的对重卡双前桥转向系统进行优化设计的方法有惩罚函数法、黄金分割法和Powell算法（方向加速法），上述方法都可通过MATLAB软件来实现。现有技术中，利用MATLAB软件进行优化设计的过程如图1所示，可以看出其存在以下问题：1）需要编写MATLAB软件中使用的繁琐的程序代码，费时费力；2）使用MATLAB软件来优化运动不直观，优化结果有可能与工程实际不符合。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种重卡双前桥转向系统优化方法，无需编写繁琐的程序代码，优化过程简单精确，优化结果与工程实际相符合。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种重卡双前桥转向系统优化方法，包括以下步骤：

S1：对重卡双前桥转向系统进行分析，得到简化的转向系统结构；

S2：根据所述简化的转向系统结构以及参数，使用ADAMS软件建立所述重卡双前桥转向系统的仿真模型；

S3：利用所述ADAMS软件对所述建立的重卡双前桥转向系统的仿真模型进行仿真分析，得到待优化目标的实测值；

S4：利用所述ADAMS软件调整所述仿真模型中与所述待优化目标相关的优化变量，直到对调整后仿真模型的仿真分析显示所述待优化目标的实测值与理论值之间的误差在设定的范围内；

S5：将所述调整后的优化变量应用于所述重卡双前桥转向系统中，完成对所述待优化目标的优化。

优选地，所述待优化目标为重卡双前桥转向系统的转向轴内轮转角。

优选地，所述优化变量为与所述转向轴内轮转角相关的摇臂长度以及安装孔之间的距离。

优选地，所述转向轴内轮转角的实测值与理论值之间的误差为相对转角误差E，

其中，α为转角实测值，α_i为转角理论值。

（三）有益效果

1、本发明仿真效率和输出结果精度大大提升：在ADAMS软件中对转向系统进行建模，不用考虑零部件自身的数学模型，也不用编写复杂的优化算法，节省了大量宝贵时间，提高了工作效率，通过设置约束条件和目标值，通过内部的最优算法，就可得到满足条件的转向系统杆系的结构尺寸，精度很高；

2、本发明仿真过程直观化：可直观地看到双前桥转向系统模型的整个转向过程，避免了一些在优化计算是最优的结果，但是却与工程实际不符合的情况。

附图说明

图1为现有技术中利用MATLAB软件进行优化的程序设计流程图；

图2为本发明实施例优化方法的流程示意图；

图3为本发明实施例重卡双前桥转向系统理论转角分析图；

图4为本发明实施例重卡双前桥转向系统的结构示意图；

图5为本发明实施例简化的重卡双前桥转向系统的结构示意图；

图6为本发明实施例重卡双前桥转向系统的仿真模型的示意图；

图7为本发明实施例输入转向角在第一摇臂上的驱动函数的变化曲线，其中，横坐标为时间（s），纵坐标为转角（°）；

图8为本发明实施例第二前桥左轮的实际转角与理论转角曲线，其中anger_front_LQ为第一前桥左轮转角曲线，anger_rear_LQ为第二前桥左轮实际转角曲线，idea_anger_rear_LQ为第二前桥左轮理论转角曲线，其中，横坐标为时间（s），纵坐标为转角（°）；

图9为本发明实施例第二前桥左轮转角误差的变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图2所示，本实施例记载了一种重卡双前桥转向系统优化方法，包括以下步骤：

S1：对重卡双前桥转向系统进行分析，得到简化的转向系统结构；

转向系统是将力及运动从转向摇臂传至车轮的转向杆、臂系统，其任务是将转向器输出端转向摇臂的摆动变为左、右转向车轮绕其转向主销的偏转，并使它们偏转到绕同一瞬时转向中心的不同轨迹圆上，实现车轮无滑动地滚动转向。如图3所示，本实施例中第一和第二转向轴内轮转角α₁和α₂应满足下面的关系：