周水庭，黄红武，朱位宇

(1. 厦门理工学院 机械工程系，福建 厦门，361024；

2. 湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙，410082)

车辆出现悬架静挠度过大、前悬架偏软、车架容易撞击限位块和前轮定位角度变化超标等现象，这主要是偏频设计值过低和悬架刚度偏小引起的。对于双横臂悬架系统，韩锐等[1]利用矢量代数法建立了悬架导向杆系运动的数学模型；岳惊涛等[2-4]结合有限张量法更精确计算空间机构的运动状态，并分析了硬点坐标对前轮定位参数的影响；曾迥立[5]提出利用悬架传递杠杆比计算悬架刚度。本文利用虚功原理计算悬架刚度用Adams软件进行仿真验证。考虑到路面输入为随机振动，利用功率谱函数建立相关函数，作为约束条件之一，优化计算扭杆基本尺寸，以增加悬架刚度，减少撞击限位块次数，限制前轮定位角的变化。

1 数学模型的建立及求解

1.1 双横臂扭杆悬架导向机构运动学数学模型

双横臂悬架的导向机构可以看作空间四连杆机构，运用矢量代数，结合有限转动张量法计算得到输入轴转动角度与输出轴转动的角度关系的超越方程[6]，从而建立悬架导向杆系运动学关系，并通过几何关系，得到各个硬点的变化函数[3]。双横臂悬架结构示意图见图1。图1中：悬架下横臂AB与转轴1链接，上横臂CD与转轴2链接，E为转向节连接点。定义单位矢量和分别为沿转轴1和转轴2转动的正向；β为上横臂CD以C点为旋转中心绕旋转轴2旋转的角度，旋转后，CD变至CD′；……