Tối ưu hóa hệ thống treo tay đòn kép bằng mô phỏng động học và phân tích phần tử hữu hạn
Email:
luphuoc76@gmail.com
Từ khóa:
Hệ thống treo tay đòn kép, góc camber, HEEDS, SHERPA, phân tích phần tử hữu hạn, NX Simcenter 3D
Tóm tắt
Hệ thống treo tay đòn kép có vai trò quan trọng trong việc bảo đảm độ ổn định chuyển động và độ an toàn kết cấu của ô tô, do đó việc nghiên cứu tối ưu hóa các thông số thiết kế của hệ thống treo là cần thiết. Bài báo này đề xuất một phương pháp tối ưu hóa hệ thống treo tay đòn kép bằng cách tích hợp mô phỏng động học, tối ưu hóa đa mục tiêu và phân tích phần tử hữu hạn. Trọng tâm nghiên cứu là giảm biến thiên góc camber, tối ưu khối lượng tay đòn dưới và cải thiện hệ số an toàn kết cấu. Trước tiên, mô hình động học của hệ thống treo được xây dựng trên phần mềm NX Motion nhằm đánh giá chính xác đặc tính làm việc. Sau đó, nền tảng tối ưu hóa HEEDS MDO với thuật toán thích ứng SHERPA được áp dụng để tự động phối hợp nhiều chiến lược tính toán, giúp xác định giải pháp thiết kế tối ưu toàn diện. Cuối cùng, phân tích bền được thực hiện trong môi trường NX Simcenter 3D để kiểm chứng khả năng chịu tải và độ tin cậy của thiết kế. Kết quả nghiên cứu cho thấy, biến thiên góc camber giảm đáng kể từ 3,50° xuống 0,86°, khối lượng tay đòn dưới giảm 22,67%, trong khi hệ số an toàn tăng từ 1,22 lên 1,42. Phương pháp đề xuất chứng minh tính hiệu quả và khả năng ứng dụng cao trong thiết kế hệ thống treo ô tô, đặc biệt phù hợp với các yêu cầu về độ ổn định và độ bền trong điều kiện vận hành khắt kheTài liệu tham khảo
[1]. P. Tapia, E. Tramacere, D.S. Puma-Benavides, R. Galluzzi, V.D. Zambrano-León, J.C. Jima-Matailo, E.A. Llanes-Cedeño, Comparative analysis of MacPherson and double wishbone suspensions for an electric off-road vehicle retrofit, World Electric Vehicle Journal, 15 (2024) 560. https://doi.org/10.3390/wevj15120560
[2]. A. Godhaniya, S.S. Ku, X. Ku, Impact of camber angle on the tire tread behaviour, Journal of Physics: Conference Series, 2523 (2023) 012041. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2523/1/012041
[3]. S. Suranjan, C.P. Selvan, P.S. Nair, T. Hasan, Krishnaprasad, Numerical modeling and optimization of turns in double wish bone suspension of an automotive, Materials Today: Proceedings, 45 (2021) 7213-7215. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.419
[4]. C. Llopis-Albert, F. Rubio, S. Zeng, Multiobjective optimization framework for designing a vehicle suspension system. A comparison of optimization algorithms, Advances in Engineering Software, 176 (2023) 103375. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2022.103375
[5]. J. Zhao, X. Ren, Z. Dong, T. Liu, Optimization Design of Double Wishbone Front Suspension Parameters for Large Mining Dump Truck and Analysis of Ride Comfort, Appl. Sci., 14 (2024) 1812. https://doi.org/10.3390/app14051812
[6]. M.W. Arshad, S. Lodi, Optimization of double wishbone suspension: Evaluating the performance of classes of algorithms, Proc. 2024 Int. Conf. on Applied Mathematics and Computer Science (ICAMCS), 2024, pp. 101–106. https://doi.org/10.1109/ICAMCS62774.2024.00025
[7]. D. Raikar, M. Metar, H. Attal, Design and static stress analysis of double wishbone suspension, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology, 10 (2022) 249–256. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.39798
[8]. P. Upadhyay, M. Deep, A. Dwivedi, A. Agarwal, P. Bansal, P. Sharma, Design and analysis of double wishbone suspension system, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 748 (2020) 012020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/748/1/012020
[9]. Y.S. Ünlüsoy, Kinematic modelling and simulation of a special double wishbone suspension and steering system for heavy vehicles, Proc. 10th Int. Automotive Technologies Congress (OTEKON 2020), Virtual Congress, 2021, pp. 6–7.
[10]. J.L. Archut, B. Corves, Real-time multibody simulation of vehicle wheel suspensions of different topologies with elastokinematic properties, Multibody Syst Dyn, 63 (2025) 255-271. https://doi.org/10.1007/s11044-024-09984-2
[11]. J. Gao, P. Han, Analysis and Optimization of Vehicle Handling Stability with Considering Front and Rear Suspension Hard Point Coordinates, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 236 (2022) 5318–5341. https://doi.org/10.1177/09544062211060732
[12]. P. Tapia, E. Tramacere, D.S.P. Benavides, R. Galluzzi, V.D.Z. Leon, J.C.J. Matailo, E.A.L.Cedeno, Comparative Analysis of MacPherson and Double Wishbone Suspensions for an Electric Off-Road Vehicle Retrofit, World Electr. Veh. J., 16 (2025) 228. https://doi.org/10.3390/wevj16040228
[13]. Siemens Digital Industries Software, Simcenter TV Broadcasts: Simcenter 3D - Design Space Exploration with Motion, Siemens Support Center, 2024. https://support.sw.siemens.com/en-US/knowledge-base/KB000042523_EN_US
[14]. Siemens Digital Industries Software, Simcenter TV Broadcasts: Simcenter 3D - Case Study - Designing a Bike Frame using Design Space Exploration & HEEDS, Siemens Support Center, 2024. https://support.sw.siemens.com/en-US/knowledge-base/KB000042460_EN_US
[2]. A. Godhaniya, S.S. Ku, X. Ku, Impact of camber angle on the tire tread behaviour, Journal of Physics: Conference Series, 2523 (2023) 012041. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2523/1/012041
[3]. S. Suranjan, C.P. Selvan, P.S. Nair, T. Hasan, Krishnaprasad, Numerical modeling and optimization of turns in double wish bone suspension of an automotive, Materials Today: Proceedings, 45 (2021) 7213-7215. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.419
[4]. C. Llopis-Albert, F. Rubio, S. Zeng, Multiobjective optimization framework for designing a vehicle suspension system. A comparison of optimization algorithms, Advances in Engineering Software, 176 (2023) 103375. https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2022.103375
[5]. J. Zhao, X. Ren, Z. Dong, T. Liu, Optimization Design of Double Wishbone Front Suspension Parameters for Large Mining Dump Truck and Analysis of Ride Comfort, Appl. Sci., 14 (2024) 1812. https://doi.org/10.3390/app14051812
[6]. M.W. Arshad, S. Lodi, Optimization of double wishbone suspension: Evaluating the performance of classes of algorithms, Proc. 2024 Int. Conf. on Applied Mathematics and Computer Science (ICAMCS), 2024, pp. 101–106. https://doi.org/10.1109/ICAMCS62774.2024.00025
[7]. D. Raikar, M. Metar, H. Attal, Design and static stress analysis of double wishbone suspension, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology, 10 (2022) 249–256. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.39798
[8]. P. Upadhyay, M. Deep, A. Dwivedi, A. Agarwal, P. Bansal, P. Sharma, Design and analysis of double wishbone suspension system, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 748 (2020) 012020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/748/1/012020
[9]. Y.S. Ünlüsoy, Kinematic modelling and simulation of a special double wishbone suspension and steering system for heavy vehicles, Proc. 10th Int. Automotive Technologies Congress (OTEKON 2020), Virtual Congress, 2021, pp. 6–7.
[10]. J.L. Archut, B. Corves, Real-time multibody simulation of vehicle wheel suspensions of different topologies with elastokinematic properties, Multibody Syst Dyn, 63 (2025) 255-271. https://doi.org/10.1007/s11044-024-09984-2
[11]. J. Gao, P. Han, Analysis and Optimization of Vehicle Handling Stability with Considering Front and Rear Suspension Hard Point Coordinates, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 236 (2022) 5318–5341. https://doi.org/10.1177/09544062211060732
[12]. P. Tapia, E. Tramacere, D.S.P. Benavides, R. Galluzzi, V.D.Z. Leon, J.C.J. Matailo, E.A.L.Cedeno, Comparative Analysis of MacPherson and Double Wishbone Suspensions for an Electric Off-Road Vehicle Retrofit, World Electr. Veh. J., 16 (2025) 228. https://doi.org/10.3390/wevj16040228
[13]. Siemens Digital Industries Software, Simcenter TV Broadcasts: Simcenter 3D - Design Space Exploration with Motion, Siemens Support Center, 2024. https://support.sw.siemens.com/en-US/knowledge-base/KB000042523_EN_US
[14]. Siemens Digital Industries Software, Simcenter TV Broadcasts: Simcenter 3D - Case Study - Designing a Bike Frame using Design Space Exploration & HEEDS, Siemens Support Center, 2024. https://support.sw.siemens.com/en-US/knowledge-base/KB000042460_EN_US
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
20/08/2025
Nhận bài sửa
08/10/2025
Chấp nhận đăng
18/10/2025
Xuất bản
15/12/2025
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Nguyễn Hữu, P., Lư Huệ, P., & Võ Thành, Đạt. (1765731600). Tối ưu hóa hệ thống treo tay đòn kép bằng mô phỏng động học và phân tích phần tử hữu hạn. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 76(9), 1186-1199. https://doi.org/10.47869/tcsj.76.9.4
