汽车悬架减振器缓冲块结构优化方法

缓冲块是悬架系统中的重要零件，对其结构进行合理的设计能够有效地提高汽车的平顺性。将缓冲块结构参数作为设计变量，利用有限元计算模型计算出不同参数组合下缓冲块的性能，进而建立缓冲块性能计算的响应面代理模型。以缓冲块的尺寸要求为设计变量，缓冲块的性能指标最优为目标函数，利用遗传算法对代理模型进行寻优处理。结果表明，通过有限元模型计算得出的缓冲块性能数据与实体试验的数据基本吻合，优化后的缓冲块性能更优。     

基于遗传算法的多模型对象控制系统参数优化

针对多模型对象控制系统,基于遗传算法对PID控制参数进行寻优,分别建立不同工况下的模型,提出了以不同模型下的ITAE(时间乘以误差绝对值积分)性能指标加权和作为遗传算法目标函数的方法,寻优出一组最佳的PID控制参数,使得该参数在不同的对象模型下均表现出良好的调节品质,具有一定的实用价值。     

结合Kriging与改进NSGA-Ⅱ的RV减速器优化

将体积、扭转刚度和传动效率作为优化目标,构建了RV减速器的多目标优化模型.为提高设计效率并节省计算开销,结合NXOpen C++与Abaqus Python二次开发技术,建立了部分扭转刚度的Kriging代理模型.为解决多目标混合整数非线性规划问题,提出了MP-NSGA-Ⅱ(mixed population-NSGA-Ⅱ)算法,改进了离散变量的编码方案.利用PySide2开发了一体化结构RV减速器设计软件,并分析了优化目标间的耦合关系.将熵权法选优后的结构参数与BAJ-25E比较,验证了该方法的有效性.     

基于网格变形与代理模型的横梁参数化建模与轻量化优化

建立了包含导轨结合面的横梁有限元模型,并通过模态实验验证了有限元模型的正确性,在多种极限工况下对原横梁进行了静动态特性分析与评价;针对现有优化方法的不足,采用了一种新的优化设计方法:通过网格变形技术实现结构尺寸的参数化建模,基于拉丁超立方采样、相对灵敏度分析和Kriging近似模型建立横梁结构优化的代理模型以代替现有的有限元仿真模型;以体积最小为优化目标,以刚度、强度和动态性能不变为约束条件,采用遗传算法进行优化设计.优化结果表明:在保持横梁最大变形、静刚度以及一阶模态频率基本不变的情况下,横梁总质量减少了58 kg(减少了5.9%).     

基于改进遗传算法的半挂牵引车平顺性与操稳性协同优化

为实现平顺性和操纵稳定性的协同优化,以某半挂牵引车悬架系统为研究对象,以脉冲输入下座椅坐垫上方z向最大加速度、角阶跃输入下的横摆角速度振幅为目标,选取前后悬架钢板弹簧刚度、前后悬架减振器鞍座刚度以及阻尼系数为设计变量,建立目标函数并利用改进NSGA-Ⅱ遗传算法对设计变量进行寻优匹配,最后将最优参数导入ADAMS/CAR...     

基于Kriging法的挖掘机驾驶室减振器性能参数优化

针对挖掘机驾驶室内噪声抑制问题,建立了挖掘机整机的有限元模型,通过驾驶室减振器性能参数的优化,实现了驾驶员耳旁噪声声压级曲线上的多个峰值及总声压级的降低.其中,采用拉丁超立方法对减振器参数刚度和阻尼设计试验,仿真计算得到样本点后建立Kriging代理模型;以耳旁声压级曲线上多个峰值频率处的声压级为目标函数、以减振器性能参数为优化变量,通过NSGA-Ⅱ遗传算法进行优化并得到相应的Pareto前沿.选定减振器性能参数最佳组合再次代入有限元模型中仿真计算,结果表明:通过优化减振器性能参数降低驾驶员耳旁噪声峰值频率处声压级和总声压级的方法可行,挡风玻璃处、座椅处地板及仪表盘处为代表的观测点的振动噪声性能也有改善.     

基于遗传算法寻优的PID控制与仿真

目的:本文中介绍了遗传算法和基于遗传算法寻优的PID控制设计。方法:采用误差绝对值时间积分性能指标作为参数选择的最小目标函数,利用遗传算法的全局搜索能力,使得在无须先验知识的情况下实现对全局最优解的寻优。结果:并将结果与常规的PID控制方式进行比较,通过MATLAB仿真结果表明。结论:根据遗传算法寻优设计的PID控制器具有较好的动态品质和稳态精度。     

采用响应面法的轿车驾驶员座椅的模态优化

建立某轿车驾驶员座椅结构的有限元模型,并分析模型的模态特性。针对座椅Y向横摆模态频率低于目标值的问题,为保证优化过程不增加座椅总质量,将参数化后的座椅有限元模型基于响应面法进行模态优化。采用板件模态灵敏度分析的方法,选取对座椅模态和质量影响较大的钣金件厚度作为设计变量,通过拉丁超立方实验设计采集样本点,构造Kriging响应面模型并检验响应面的精度。以座椅的Y向横摆模态频率最大化为目标,总质量为约束,结合遗传算法对响应面模型进行优化计算,得到座椅模态优化的最优方案。优化后座椅的Y向横摆模态频率由22.69 Hz提高到24.60 Hz,同时质量降低了5.2%(0.891 kg),从而实现了座椅的模态优化和轻量化,且验证了所提出的优化方法的有效性。     

曲轴锻模新型飞边结构的智能优化设计

针对锻模新型飞边结构——阻力墙,对其结构参数进行了优化研究。通过应用部分析因设计方法,对阻力墙结构参数的效应进行了分析,筛选出了关键因子。将得到的设计变量应用拉丁超立方抽样,对得到的样本点进行有限元模拟。以阻力墙结构参数为变量、有限元模拟结果为响应,建立代理模型。采用线性加权法将所得近似模型转化为单目标函数,利用粒子群算法进行全局寻优,最后应用遗传算法对该优化问题进行了比较和验证。结果表明,采用粒子群算法能够得到最优化的阻力墙结构参数,且收敛速度远高于传统遗传算法。     

基于三维动力学模型的重型卡车动态参数对平顺性的影响

为了研究重型卡车动态参数对驾驶员舒适性的影响,以路面随机不平度为激扰,以驾驶室座椅垂向、驾驶室的俯仰角和侧倾角的加权加速度均方根值为目标函数,建立了13自由度的三维动力学模型.采用Matlab/Simulink软件对整车模型进行仿真计算,分析了不同系统参数,如悬架、轮胎、驾驶室悬架和驾驶员座椅悬架的参数对驾驶员座椅垂向振动、驾驶室前后和左右晃动的影响.研究结果表明:悬架系统中刚度和阻尼参数的最佳匹配对车辆平顺性的影响非常明显;随着悬架系统和轮胎刚度的增加,车辆平顺性从优向劣转变,而随着悬架系统阻尼的增加,车辆平顺性呈现从劣转优现象.该研究为重型卡车悬架系统设计提供相应的理论依据.     

动车组车辆地板振动问题及其优化

针对某型动车组高速运行时地板振动脚感发麻问题,对该车进行了线路运行试验.通过振动传递分析与运行舒适度分析发现,车体钢结构振动经弹性支撑元件传递至地板后,在20~50Hz频率范围的振动被放大,且该频率范围覆盖了人体腿部敏感频率,导致乘坐时脚感发麻.为进一步研究地板振动放大机理,建立了包含地板的车体精细化有限元模型,并对模型进行验证.有限元分析结果表明,原地板弹性支撑刚度参数不当,导致地板局部模态频率与车体钢结构局部模态频率接近,进而导致地板与车体底架发生局部共振现象,地板振动能量被放大.针对地板弹性支撑参数不当进行了优化研究,并对优化方案进行了试验验证.试验结果表明,优化设计有效地解决了地板振动发麻问题.     

基于可拓分析的轨道车辆齿轮箱可靠性评估

采用可拓分析方法研究轨道车辆齿轮箱在线路运行时的可靠性评估问题.基于可拓理论的蕴含及可扩分析方法对齿轮箱可靠性物元进行分析,设定其可靠性评估的上位目标和下位目标;建立基于齿轮箱结构部件运行状态的比例故障率模型,应用粒子群优化算法对故障率模型进行参数的极大似然估计;以参数估计结果为基础,构建各部件的可靠性物元,进而实现对齿轮箱可靠性的整体评估.分析实例表明,在齿轮箱的当前运行状态下,大齿轮轴承Ⅰ和小齿轮的可靠性相对较低,是行车中应重点监测的部件.     

遗传算法在超微电动机参数优化设计中的应用

基于超微电动机的主要参数之间相互限制和约束，提出将遗传算法应用于超微电动机的参数设计，利用遗传算法的特性进行辅助超微电动机设计．首先确定超微电动机的简化数学模型，结合电动机工作环境对其性能的要求，确定超微电动机设计中的评价函数，利用遗传算法在整个参数空间内搜索，得到超微电动机的主要参数，并给出了该超微电动机经实验测量的性能     

高速客车轻量化车体耐碰撞结构的优化设计

提出了基于最轻量优化的高速客车车体耐碰撞结构设计策略 ,通过多层优化技术 ,满足在常规载荷工况下结构处于弹性状态 ,在碰撞载荷工况下局部预定部位发生塑性大变形 ,而客室的主体结构仍处于弹性状态 ,从而实现耐撞击车体结构轻量化设计的目标 .运用线性和非线性有限元技术以车体概念模型和高速客车实车为例进行了优化设计 ,证实了优化设计策略的可行性和有效性 .     

汽车侧面碰撞中头胸部安全气囊的优化研究

为减少汽车侧面碰撞中驾驶员胸腹部的综合伤害,并保证头部HIC值满足C-NCAP的法规要求,采用有限元分析模型、逐步回归代理模型和序列优化方法对头胸部气囊进行了优化设计.以验证过的汽车有限元模型为基础,建立了一个L型头胸部气囊的有限元仿真模型.模拟了侧面安全气囊在侧碰撞条件下的响应过程,优化分析了气囊设计参数,从而进一步提高了该车的综合安全性能,进而对其优化解的可靠性进行了评估.研究结果表明:安全气囊材料泄气参数为0.040 8,气囊体积约为10.32 L,起爆时间为10 ms为最优,得到侧面碰撞的综合伤害评估值下降了16%,且保证了头部HIC值满足法规要求.     

基于Kriging近似模型的碳纤维增强复合

以平纹机织碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料为研究对象,通过力学试验测试材料的静态力学和疲劳力学性能,结合Kriging插值方法和Basquin疲劳方程建立预测任意载荷下疲劳应力 循环寿命(S N)曲线的恒幅寿命图模型,并以此作为复合材料结构优化设计的性能约束;同时,利用最优拉丁超立方试验设计方法和Kriging近似模型构建优化目标和约束响应的近似模型,采用遗传算法优化得到CFRP复合材料电动汽车电池箱壳体的厚度,并通过台架实验加以验证.结果表明,优化后,电池箱壳体结构的减重率达到34.39%.     

混合式磁流变弹性体隔振器多目标优化设计

针对现有磁流变弹性体隔振器功耗大、产生磁致刚度小的问题，以低功率和大磁致刚度为优化目标，对剪切和压缩磁流变弹性体及相关结构参数同时进行多目标优化设计。建立隔振器磁致刚度、功率及其他关键数值计算模型；分析磁场影响及磁路饱和情况，采用遗传算法进行多目标优化，在低功率和大磁致刚度之间寻得平衡，得出最优解；利用Ansoft-Maxwell软件对优化后的参数进行了仿真，仿真结果与计算结果一致。结果表明：优化后可保证压缩磁流变弹性体最先达到饱和状态；总磁致刚度提高49.67%，功率降低48.69%，总磁致刚度与功率改善效果明显，为后续结构设计及实测提供理论和实验依据。     

基于车-轨耦合的轨道特种车辆横向建模及参数优化

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了路轨两用消防车在轨道上行驶的车辆-轨道耦合横向模型,并与传统轨道车辆横向模型进行比较,通过实车试验验证了车辆-轨道耦合横向模型的正确性.在此基础上,建立了多目标优化模型,并采用统一目标函数法对轨道行驶系统的悬架参数进行优化.结果表明,该优化设计方法使车身横向加速度均方根值减小了22.22%,轮轨横向作用力均方根值减小了18.63%,提高了车辆横向平稳性,降低了轮轨横向动作用.     

基于改进差分进化算法的MVB周期调度表优化设计

多功能车辆总线(MVB)周期调度表的优化设计对提高列车通信网络实时通信的可靠性和均衡网络负荷具有重要作用.考虑到已有的多功能车辆总线周期调度表优化方案存在的不足,提出了一种基于改进的差分进化算法的优化设计方法.首先建立调度问题的数学模型,根据IEC61375-1国际标准和可调度性要求建立了优化目标和约束条件;然后根据周期调度表的生成特点对原差分进化算法的变异和选择阶段进行了改进,提出了适用于MVB周期调度的优化方法;最后通过仿真实验与现有优化算法进行比较,验证了本文所提的改进的差分进化算法对周期调度表的构建具有更佳的优化效果.     

基于Pareto蚁群算法的MVB周期轮询表优化设计

合理的多功能车辆总线(MVB)周期轮询表有助于均衡网络负荷、提高网络处理偶发信息的能力、保证实时通信的可靠性.为此提出一种有效的轮询表设计方法.将MVB周期轮询表的设计抽象成离散优化问题,根据IEC 61375-1国际标准和可调度性要求建立约束条件,将均匀度和相邻基本周期时间差作为优化目标,利用Pareto蚁群(Pareto ant colony,P-AC)算法求解.每个优化目标对应自己的信息素,信息素采用蚁群系统的规则更新,总信息素由两者加权得到,非劣解基于拥挤距离方法维护.与已有的优化算法相比,Pareto蚁群算法优化得到的轮询表均匀度更好,能够更有效地均衡网络负荷.