受内部空间约束的车身气动优化

把分步遗传算法和以车辆人机工程学为基础设计的车身内部空间约束算子相结合,对车身进行受内部空间约束的气动优化,得到满足不同结构和尺寸的空间约束的三维无轮优化车身.优化车身的气动阻力系数CD值在0.070~0.090之间,气动性能较优.其中一款CD值为0.073的凸头车型优化车身和一款CD值为0.086的凹头车型优化车身可以满足由长前舱、大乘员舱和高后舱构成的内部空间约束条件的要求.内部空间约束的尺寸越小,结构越简单,优化结果越佳.造型越复杂的车身受到空间约束的影响越显著.     

车身后部结构气动性能自动优化及其工程应用

车身后部结构特征对整车的空气动力学性能有重要的影响。为研究车身后部各结构变化对轿车尾部流场的影响规律及各设计变量之间的相关性,并在此基础上对车身后部结构参数进行优化,以提高轿车的空气动力学性能。通过运用网格自适应方法和集成仿真软件STAR CCM+进行试验设计;并建立近似模型探索以整车气动性能为目标的车身后部各结构参数的最佳组合。结果表明:与传统车身优化方法相比,运用网格自适应方法、试验设计方法和近似模型相结合进行车身优化,大幅度减少了车身优化的时间,且优化效果良好。优化车身后部结构参数,能明显改善尾部流场结构,提高整车的气动特性。     

纯电动汽车悬架系统设计与平顺性分析

针对在改装某款纯电动汽车时出现的由于车身质量与质心位置发生变化,而导致悬架与车身匹配程度降低,使车辆的操纵稳定性与行驶平顺性受到破坏的问题,以机械动力学软件ADAMS为平台,对前悬进行建模以及优化,对比优化前后的整车行驶平顺性,以验证平顺性得到改善。试验结果表明,整车的行驶平顺性得到改善。该方法可以缩短电动汽车研发时间、节约研发经济成本,对设计采用传统汽车悬挂系统的电动汽车有一定参考价值。     

基于响应面方法的车辆多目标协同优化

建立包含7个子系统的某整车动力学仿真模型,以整车的操纵稳定性和行驶平顺性达到最佳匹配为目标,整车的悬架刚度和减震器的阻尼以及稳定杆的扭转刚度为优化变量,在ADAMS/CAR环境下进行仿真。根据中国汽车行业标准QC/T 480—1999和GB/T 4970—2006,分别以操纵稳定性的4个闭环评价指标和平顺性的随机路面评价指标的综合计分为目标函数,以相应计分的最大、最小值作为约束函数建立协同优化的数学模型。然后采用中心复合试验方法设计59组试验,根据实验数据,运用响应面方法(RSM)拟合出回归模型,得到最优值。仿真结果表明该优化方法使汽车的综合计分提高了13%,操纵稳定性和平顺性同时得到优化。     

基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计

针对电动汽车的独特承载要求,提出一种结合拓扑优化和车身尺寸优化的优化设计方法.以某型电动汽车为实例,通过建立白车身拓扑优化模型、有限元概念模型、尺寸优化模型和样车制造,进行了从整车拓扑结构到车身梁截面的优化设计过程,实现了电动汽车白车身的正向设计.在优化过程中采用遗传算法,以弯曲刚度和扭转刚度同时作为优化目标,白车身质量最小作为优化约束,选取了灵敏度较高的梁作为变量进行多目标优化.通过与样车参数的比较表明,该方法能够满足设计和工艺要求,实现轻量化设计,对提高白车身设计效率和精度有着重要的意义.     

基于虚拟样机技术的汽车操纵稳定性参数正交优化设计

以某型轿车底盘为研究对象,采用虚拟样机软件ADAMS建立整车多体动力学仿真模型;结合汽车操纵稳定性的客观定量评价标准,建立了直接生成操纵稳定性评价值的ADAMS函数;用ADAMS软件结合正交试验方法对整车操纵稳定性进行了虚拟正交优化设计。虚拟样机技术在车辆操纵稳定性参数正交优化中的应用,不仅使仿真模型与集中质量模型相比提高了精度,还分析出整车操纵稳定性的主要零部件影响因素,得到了最优的一组设计方案。由于是直接对具体零部件的优化,整个设计过程适于在企业中应用。     

某跑车操纵稳定性仿真及优化

运用多体动力学分析软件Adams/Car,对某跑车建立了135自由度整车模型,对其仿真按照操纵稳定性国家标准进行评分,发现了该车某些性能的不足之处。传统的操纵稳定性优化方法主要是通过优化悬架定位参数,但该悬架的定位参数都已经过优化,仍达不到预期效果。为进一步优化该车的某些性能不足之处并保证其他优秀性能不变,本研究采用保持悬架定位参数不变,以整车质量、前轴轴荷、后横向稳定杆扭转刚度3个参数作为优化设计参数,对整车操纵稳定性进行优化分析,发现可显著提高其操纵稳定性。     

油气悬架的不确定性多目标优化

为改善某393t矿用自卸车的平顺性能,需要优化油气悬架的非线性刚度阻尼特性,建立了更符合工程实际情况的7自由度整车模型.考虑矿用车运输过程中整车质量与质心位置的不确定性,选取对目标函数影响较大的悬架刚度和阻尼系数作为设计变量,选取整车质心加速度和车身侧倾角、车身俯仰角以及悬架的动扰度和车轮的动载荷作为目标函数,利用基于薄板样条插值的高维模型(TPS-HDMR)构建设计变量与目标函数之间的近似模型.采用基于Pareto概念的多目标优化遗传算法进行优化,得到了最优Pareto解集.仿真结果表明:多目标优化可以同时改善11个目标的性能,提高汽车的平顺性.     

带平衡悬架三轴商用车多目标联合优化

推导了带平衡悬架三轴商用车的平顺性和操纵稳定性运动方程,采用半车模型分析平顺性,采用三自由度模型分析操纵稳定性.选取10个优化变量,并运用社区培养遗传算法(NCGA)对各模型进行了多目标优化,用蛛网图法将10个Pareto有效解直观地表示出来.根据目标极值法、目标均衡法、理想值法、单目标最优法这4种不同的设计需求标准,从10个Pareto有效解中筛选出4种不同的优化方案,有效地提高了整车的平顺性和操纵稳定性.     

重型牵引车操纵稳定性优化设计

操纵稳定性是是现代高速汽车行驶性能的重要评价指标之一，其性能优劣直接影响整车的行驶稳定性以及驾驶安全性。该文在Adams创建车辆动力学模型、并进行模型可靠性验证、选取操稳工况及评价指标、最终进行敏感因素分析以及多目标协同优化，为整车数字样机正向开发提供参考，为正向设计及物理样机调教提供重要指导。通过对牵引车关键部件优化，操纵稳定性指标约能提升20%以上，优于对标车水平，对车辆市场竞争力提升具有重大意义。     

基于PID控制器的1/2整车半主动悬架仿真研究

通过建立1/2整车半主动悬架数学模型并在MATLAB软件中搭建仿真模型,计算被动悬架的簧载质量速度及其变化率作为主动悬架控制的输出量;半主动悬架采用PID控制器,用计算结果表明:采用PID控制器在各不同车速阶段对改善整车的总体性能有明显作用,车身垂直加速度、车身俯仰角加速度、前后悬架动行程改善突出,提升整车在不同车速范围内乘坐舒适及操纵稳定性特性。     

灵敏度分析的客车车身模块重构与结构轻量化优化设计

提出基于灵敏度分析的车身模块重构设计,结合结构优化方法开展客车车身的轻量化设计.通过车身模块化减少灵敏度分析时的设计维度,并基于各子块厚度对车身扭转刚度的灵敏度系数进行车身的模块重构和结构优化.通过对比优化前后整车的强度,验证该方法对客车车身轻量化设计的可行性.结果表明:该方法使客车车身的质量降低了460 kg,最大应力减少了14.26%,且降低了车身结构优化设计的复杂度.     

中型客车车身结构强度优化及轻量化设计

建立客车车身骨架的有限元分析模型并对其进行结构强度分析与优化.模型中保留了主要承载件,对悬架、预埋件、变截面梁与蒙皮进行了简化.在整车结构强度分析的基础上,采用尺寸优化设计方法对整车骨架进行轻量化设计.结果表明:优化后的结构强度明显增强,在一定程度上达到轻量化的目的,为客车整体骨架的优化提供了参考和依据.     

轿车车身强度及刚度有限元分析

为了便于修改和调整轿车整车的有限元模型,提高有限元模型生成速度,对轿车车身和车架的强度和刚度进行有限元分析。应用参数化曲面造型技术、参数化变量技术实现整车的映射网格自动剖分,应用薄壳单元和厚壳单元模拟车身和车架,建立了全板壳单元轿车车身骨架有限元计算模型。采用映射网格单元来分析计算,优化处理存储数据,使得车身、车架变形和应力分布的分析计算速度更快、精度更高,并且获得更好的分析结果。在弯曲、扭转工况下对轿车车身进行强度、刚度分析,计算出变形和应力最大部位,并依据最大应力区,提出改进方案,降低了最大应力。     

面向多约束的可举升复合油气悬架偏频优化

以空、满载状态下悬架偏频及空满载等频性作为平顺性评价指标,分析了可举升复合油气悬架结构参数对整车性能的影响.针对某军车可举升复合油气悬架结构参数与整车性能的匹配与优化进行了研究,以空、满载悬架偏频的平方和与空、满载悬架偏频差值的乘积为目标函数,以复合油气悬架结构参数为设计变量,以悬架边界条件,承载状况等为约束条件进行了优化计算,最后得出可举升复合油气悬架合理的参数匹配,既满足了设计要求,又能最大限度地提高整车平顺性.     

某车型减振器异响问题改进

汽车减振器是悬架中的重要的部件,关系到整车的行驶平顺性和操纵稳定性,而部分减振器在工作时产生异响,对整车的NVH性能造成不利的影响.本文对某车型减振器异响问题进行综合失效分析,利用减振器异响测量仪器进行减振器异常检测判断,分析结果表明该车型减振器异响为活塞杆异常振动激发车身振动,并传递到车内的结构共振异响.通过对减振器阻尼力进行设计优化,更改上支座合件硬度,改进后的减振器异响消除.     

6127G全承载城市客车结构轻量化设计

利用HyperWorks软件对6127G全承载城市客车进行轻量化设计.从结构的合理设计和材料的合理使用两方面出发,通过对比分析确定优化方案,优化后对车身强度和刚度进行校核,以检验优化结果的合理性,确保结构在满足强刚度要求的前提下减轻质量.结果表明:优化后车身质量2 570.25 kg,减轻了105.83 kg,整车性能满足使用要求.     

主动悬架与电动助力转向系统模糊集成控制

建立了包括转向运动模型、俯仰运动模型和侧倾运动模型的汽车主动悬架与电动助力转向系统的整车集成系统模型．分析汽车转向时转向系与悬架对车辆综合性能的影响,并应用模糊逻辑控制理论,设计了主动悬架系统与电动助力转向系统集成控制器．计算结果表明,所采用的模糊集成控制策略,有效地消除汽车转向时由转向效应对悬架作动器作用力的影响,以及车身姿态对电动助力大小的影响,不但实现了转向时的操纵轻便性,又明显提高了转弯时汽车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性等整车综合性能。     

铁道车辆主动悬挂系统模糊控制策略研究

车辆悬架的作用是承载车身和车轮之间的力,为车轮和车身之间的力和力矩传递提供渠道,避免来自路面的力直接冲击车身,有效缓解冲击荷载导致的振动,确保车辆安全、舒适行进,保证行车的平稳和安全。车辆平顺性和操纵稳定性是目前车辆动力学中还没有完全解决的问题,在铁道车辆中,悬架电控技术可以针对该问题进行解决,目前这方面的研究备受关注,一些学者开始探究悬架模糊控制器设计和振动悬架系统仿真设计方案。该文以铁道车辆为例,探究基于整车系统模型的新型模糊控制方法,设计模糊控制器,完善控制系统设计,采取有效的控制算法,确保车辆主动悬挂仿真模型构建,为整车模型模糊控制实现提供思路与参考。     

当代汽车车身设计浅析

车身设计造型涉及诸如空气动力学,人体工程学、制造工艺学、美学、计算机图形学、结构学、材料学等等学科,它是一种技术和劳动密集型相结合的产品,车身设计成本占整车总设计比重最大,所以车身设计成为制约着汽车制造和新车型开发的关键.