悬架系统是隔离路面激励的重要总成,对车辆的乘坐舒适性和驾驶稳定性起着重要作用。随着车辆的广泛应用,人们对车辆的舒适性、安全性及越野性等的要求越来越高,这些要求对悬架的设计提出了挑战。本文结合袋鼠跳跃速度快、立足面小、运动平稳等特点,提出一种双菱形仿袋鼠腿悬架结构,并对其进行静、动力学建模和特性仿真研究。主要研究工作如下:1、通过对袋鼠腿部结构和功能的研究,将三连杆式仿袋鼠腿悬架结构进行对称布置,改进弹簧阻尼器等元件布置位置,提出一种双菱形仿袋鼠腿悬架结构。2、对双菱形仿袋鼠腿悬架进行静力学建模和静刚度分析,分析发现,该悬架刚度呈现拉伸“硬化”、压缩“软化”的特性,具有明显的非线性特性,且该特性与悬架的初始姿态(初始角度、杆长比和弹簧刚度比)密切相关。并基于静力学分析,确定出悬架系统参数。3、为掌握悬架的垂向参数特性,本文采用拉格朗日方程法对其进行动力学建模。研究发现,该悬架的位移、速度、加速度等参数间存在较强的非线性耦合特性。4、开展了悬架的动态特性仿真建模与分析,在MATLAB/SIMULINK中生成脉冲路面激励、阶跃路面激励和关于A、B、C、D、E五个等级路面上4种不同车速(20km/h、50km/h、70km/h、100km/h)下的随机路面激励,对双菱形仿袋鼠腿悬架进行垂向性能分析,结果显示:(1)悬架的垂向性能参数均在合理范围内,表明该悬架结构设计合理,悬架的参数设定恰当;(2)在上述随机路面下激励,车身垂向加速度传递率在2.83%～2.88%范围内,在脉冲路面激励和阶跃路面激励下,车身垂向加速度分别减小91.09%和92.20%,结果表明所提悬架具有良好的缓冲和减振性能;(3)车身垂向加速度传递率和车身动位传递率随路面等级和车速的增大而降低,轮胎动位移传递率在5.6%左右小范围波动,表明该悬架的越野性能较好,具有良好的高速舒适性、路面适应性和稳定性,这些特性与袋鼠腿优越的运动特性相吻合,验证了本文仿生设计思路的正确性和合理性。5、将传统二自由度悬架进行建模并与本文所设计的双菱形仿袋鼠腿悬架在相同的条件下进行对比分析,结果显示,本文所提悬架的缓冲减振性能相较于传统二自由度悬架有一定的提升,其车身动位移变化更加平缓,具有的一定的滞后和削峰特性,表明所提悬架性能更优,具有一定的研究价值。综上所述,双菱形仿袋鼠腿悬架具有良好的高速舒适性、路面适应性和稳定性。这些性能验证了本文设计思路和研究方法的正确性和可行性。