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我国的汽车工业在近十几年发展较快,设计和制造水平有了很大的提高,但是前轮定位参数的设计和优化仍是困扰汽车企业的难题之一。过去对定位参数的设计都是凭借经验或通过大量试验来进行的,没有成熟的设计理论。本文在阅读大量的相关文献,充分了解定位参数的作用后,详述了前轮定位参数的设计理论,并提出了一个前轮定位参数的优化方案。概括来讲,本文进行的研究工作如下:(1)考虑轮胎的侧偏特性及转向梯形对前轮转向运动干涉的影响,分析了轮胎所受的垂直力、侧向力及纵向力。在计算垂直力及纵向力时考虑到了转向行驶前轴载荷的重新分配;在计算侧向力时不仅考虑了轮胎侧偏角还考虑了外倾角。(2)主要研究了前轮定位参数对回正性能的影响,计算了前轮所受各方向力产生的回正力矩。在计算垂直力产生的回正力矩时,首先运用坐标变换的相关知识计算了前轮载荷的抬高量、动态外倾角、动态主销后倾拖距,然后计算出了前轮载荷势能产生的回正力矩;运用了坐标系变换及空间力对轴之矩的相关知识计算出了侧向力与纵向力对主销产生的回正力矩。还研究了定位参数对轮胎磨损和摆阵的影响,得出了前轮前束角与外倾角的匹配关系及衡量转弯工况轮胎磨损量的目标函数。(3)选取整车参数在ADAMS/Car中建立了汽车的各子系统并组装成整车模型,将建立好的前轮受力及回正力矩的数学模型写入MATLAB并与ADAMS/Car对整车模型进行联合仿真。仿真结果表明本文所建前轮受力及回正力矩的数学模型具有一定的正确性。此外,还在ADAMS/Car中进行了悬挂仿真试验,验证了所建前轮载荷抬高量、动态外倾角、动态主销后倾拖距数学模型的正确性。(4)基于MATLAB最优化工具箱中的fmincon函数和前轮定位参数的设计理论提出了前轮定位参数的优化方案。