基于多目标免疫算法的变刚度悬架的联合优化

为改善某装有变刚度悬架的轻型客车的平顺性和操纵稳定性,采用MATLAB编制MISA(multi-objective immune system algorithm)的优化程序,与使用Adams-Car建立的整车多体动力学模型组成联合优化模型,对该车前后悬架参数进行了优化.为保证模型的准确性,特对该车轮胎进行了力学性能测试,并通过参数辨识得到了基于魔术公式的轮胎属性文件(Pac2002).模型优化的抗体变量包括前悬架扭杆的扭转刚度、前后减振器的阻尼曲线系数、前后稳定杆的扭转刚度和后悬架钢板弹簧的两级刚度,并以该车实际情况给出了抗体的约束范围和便于编程优化的约束条件.优化目标抗原为国标下的稳态回转试验所达到的稳态最大侧向加速度、基准车速下的蛇行试验的车身横摆角速度和侧倾角,以及80km·h-1、B级路面的前后悬架上方的车架大梁z向加速度均方根值.最后,根据优化结果试制了悬架样件,并在某汽车试验场进行了改进样车的平顺性试验、稳态回转试验和主观评价试验.试验结果表明,所采用的联合优化方法正确可行.这也反映了汽车计算机辅助优化(CAO)技术发展的一种趋势,对未来汽车底盘的虚拟开发及优化具有一定的指导作用.     

基于可视化界面的悬架性能分析与刚度阻尼参数选择匹配

文章建立了基于横向和垂向动力学合成的整车系统模型,以某款商务车为研究对象,分析了汽车悬架设计中主要的性能指标。利用Visual C 编程,通过可视化界面实现了悬架阻尼刚度参数的选择匹配和复杂的计算分析过程,并且可直接输入整车参数得出仿真曲线,对悬架性能和参数进行有效的评价。     

变刚度框剪结构的剪力墙刚度优化

文章通过对变刚度框剪结构层单元模型分析,推导出整体刚度方程,并考虑多振型因素的影响,提出变刚度框剪结构的剪力墙刚度优化的计算方法,同时运用Matlab编制的软件程序对实例进行了计算,可便捷计算出剪力墙的最优刚度及各种地震作用情况下的位移,给结构的初步设计带来一定的参考价值。     

一种基于虚拟材料参数的车身刚度匹配设计方法

传统的承载式客车车身普遍存在着左右两侧车身严重不对称,而车身载荷近似对称分布的问题.针对这一问题,本文结合车身左右侧性能互补的设计思想,初步提出一种基于虚拟材料参数的车身刚度匹配设计方法.以某待开发车型为载体展开研究,首先对整车结构进行了左右两侧的模块化分组,并通过调整材料参数给出车身单侧弯曲刚度的计算方法;然后通过对车身左右两侧杆件的结构布置与尺寸参数进行优化调整,对车身左右两侧结构进行性能互补的刚度匹配设计;最后通过分析对比匹配前后的车身各项性能,检验了此设计方法的正确性,并总结了该设计方法的具体流程.     

某扭转梁后悬架侧倾刚度的解算与优化

建立悬架侧倾力学模型,利用结构力学的初参数法,推导出带稳定杆的扭转梁的扭转刚度解析解,在此基础上建立了其等效在车轮处的侧倾角刚度的数学模型,通过与ABAQUS软件建立的有限元模型的仿真结果对比验证其可靠性.结合NSGA-Ⅱ算法对悬架的侧倾角刚度及横梁总质量进行了优化,结果表明横梁质量和侧倾角刚度得到很好的折中,证实了该优化方法较为可靠,对扭转梁后桥开发初级阶段总成特性参数的设计、选择具有理论指导意义.     

轿车悬架虚拟样机技术应用研究

悬架系统设计技术是车辆设计的关键技术之一，悬架的设计影响平顺性、操纵稳定性等车辆性能．针对悬架虚拟样机的并发进行了研究，论述了悬架虚拟样机技术的内涵、体系结构及其关键技术．介绍了麦弗逊悬架虚拟样机的建模、仿真和优化分析，以促进虚拟样机技术在制造业的发展与应用。     

军用车辆强振分析与悬架参数匹配方法

针对某型军用轮式车辆在越野起伏砂石路面上高速行驶时振动与冲击较大的问题,在实测路面不平度的基础上,建立了半车行驶动力学模型,在时域内进行了动力学仿真分析。分析表明,振动较大是由车辆在恶劣越野路面上高速行驶时,悬架击穿频率较高造成的。在频域内采用基于悬架动挠度为限值的匹配方法对悬架参数进行了优化与仿真。研究结果表明,优化匹配结果基本满足战车平顺性与操稳性的设计要求,说明基于实测路面谱与悬架动挠度为限值的参数匹配方法对军用车辆悬架设计具有适用性与科学性。     

横向互联空气悬架动侧倾角刚度特性

利用经试验验证的横向互联空气悬架整车模型,分析了互联管径与外界激励条件对横向互联空气悬架侧倾特性的影响.结果表明:相同振幅下,激励频率较低时,空气弹簧是提供悬架动侧倾角刚度的最主要元件之一,互联管径对悬架动侧倾角刚度影响显著;激励频率较高时,减振器对动侧倾角刚度的贡献度可达80%以上,而空气弹簧的贡献度不足10%,互联管径对悬架动侧倾角刚度影响不再明显.根据空气弹簧、减振器、横向稳定杆对悬架动侧倾角刚度的贡献度,提出了互联管径选定方法,可为悬架系统参数匹配提供新的理论依据.     

基于遗传算法的独立悬架与转向系统匹配优化设计

针对汽车上的两个重要组成部分转向系统和悬架系统之间在实际运动中所存在的干涉问题,文中以某款商务车为研究对象,分析了悬架系统与转向系统理想匹配的要求,建立了目标函数、设计变量和约束条件.基于遗传算法,运用MATLAB软件编写了仿真程序,通过比较优化前后仿真结果,可得出优化后的结果明显好于优化前,和传统的设计方法相比,这种方法提高了精度和效率.     

电动小车开发中前麦弗逊式独立悬架匹配设计

介绍了根据整车参数,在满足整车性能和麦弗逊悬架运动特性的基础上,根据悬架结构之间的几何关系,匹配设计计算悬架硬点位置、刚度和阻尼的方法.以国内一款正在研发的电动小车为例,设计了与小车相匹配的前麦弗逊悬架结构,并在ADAMS/CAR下建立悬架模型.仿真结果表明匹配设计的麦弗逊悬架基本满足要求.研究结果为悬架设计的研究提供了参考.     

两片变截面变刚度钢板弹簧遗传优化设计

针对汽车钢板弹簧轻量化问题,以某款微型车钢板弹簧为研究对象,通过方程推演拟合出两片变截面板簧的接触过程,并在此基础上建立两片渐变刚度钢板弹簧的优化数学模型.基于遗传算法,运用Matlab开发了优化设计的仿真程序,通过运用Matlab开发的应力验算仿真程序和ANSYS有限元分析对优化模型进行验证,最后进行样件试验.结果表明:在保证性能的要求下,节省板簧材料31.6%.     

变刚度悬丝支撑微纳测头的结构参数优化与动态特性分析

构造了一种基于悬丝约束支撑的变刚度微纳测头。利用压电装置驱动柔性机构变形,改变悬丝所受的轴向张紧力及横向刚度,进而改变测头约束支撑机构的整体刚度。通过正交试验法优化测头的各项结构参数,确定最优尺寸。基于有限元方法,仿真验证测头的各向同性、灵敏度、固有频率及瞬态响应等性能。通过仿真得到测头刚度关于悬丝轴向伸长量的变化曲线,结果表明测头具有一定的变刚度性能。提出的变刚度测头丰富了现有测头的结构形式,研究成果对该类型结构形式的测头的实际应用奠定了前期基础。     

重型牵引车空气悬架参数匹配优化

在分析空气弹簧刚度特性的基础上,获取空气弹簧动特性曲线优化方法,利用ADAMS/Car建立重型牵引车空气悬架以及整车虚拟样机模型,以空气弹簧刚度和减振器阻尼为试验因子,以驾驶员处的加权加速度均方根值函数为目标函数,通过响应曲面法建立目标函数与试验因子之间的关系表达式,获取最优空气弹簧动特性曲线.将优化的空气悬架参数代入到整车模型进行分析,仿真结果表明采用优化后的悬架参数可使驾驶员舒适度得到提高.     

基于遗传算法的受电弓优化设计及其虚拟样机验证

在建立某地铁单臂受电弓简化几何模型的基础上,根据列车平稳受流对受电弓提出的各项要求,以受电弓升弓时机车前进方向上的纵向偏移量和弓头平衡杆的平动为目标,以受电弓正常升弓所需升弓转矩等为约束,运用基于遗传算法的多目标优化技术,对该型受电弓机构进行了优化,得到了使受电弓运动性能达到最优的几何参数.并运用虚拟样机技术对弓头升弓轨迹、升弓转矩和平衡杆摆动角度等优化所得参数进行了仿真验证.结果表明优化结构参数是合理、可行的.     

非对称载荷下驱动轴强度与刚度的匹配与优化

为了解决某重载车辆的驱动轴容易发生早期失效的问题,提出了一种在非对称载荷作用下实现结构强度与刚度合理匹配的分段优化设计方法。通过分析非对称承载驱动轴的刚度对载荷分布的影响,建立了以结构强度和疲劳寿命为约束、驱动轴花键的应变相等为目标的驱动轴结构设计优化模型。优化设计结果表明,危险部位右侧花键齿根应力降低了90.3 MPa,驱动轴两侧扭矩分配更合理,且使用寿命提高了72.2%。     

混联ISD悬架寄生阻尼和附加刚度对性能的影响分析

为了将混联ISD悬架工程化,提出一种液力惯容器和油气弹簧结合的混联ISD悬架设计方案.针对工程化过程中产生的寄生阻尼和附加刚度可能会恶化悬架性能的问题,建立包含惯容器寄生阻尼和油气弹簧附加刚度在内的1/4工程化混联ISD悬架模型.通过仿真计算,分析寄生阻尼和附加刚度对悬架性能的影响,并利用多目标优化方法,对寄生阻尼和附加刚度进行优化设计.结果表明,与混联ISD悬架相比,工程化混联ISD悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷功率谱密度低频共振峰值分别下降了9.1%,65.9%,11.8%,均方根值分别降低了1.6%,3.9%,1.1%.可见,在混联ISD悬架的工程化设计中,通过优化设计,将寄生阻尼和附加刚度控制在合理水平,能使工程化前后悬架性能基本一致.      

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.     

非线性复合式悬架系统设计

针对装有油气悬架的车辆在实际应用中所面临的可靠性问题,提出了一种以油气悬架和螺旋弹簧共同作用提供弹性力的复合悬架.结合一种越野车悬架系统参数,给出了复合悬架刚度参数的匹配方法,对复合悬架和油气悬架系统的工作压力、载荷特性及刚度特性进行了对比,并通过仿真进一步对比了其平顺性评价指标.结果表明,复合悬架与油气悬架相比,在降低系统压力,提高可靠性的同时,保证了良好的越野平顺性,更适合于越野车辆.     

基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为

针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔的触觉行为.首先,采用一种弯曲弹簧振子模型来构建3D画笔的力学模型,并分析虚拟画笔实时变形与承受的绘制力之间的内在关系;接着,基于一种加权平均距离的碰撞算法,研究虚拟画笔与虚拟3D物体之间的碰撞检测问题;采用一种球扩展操作以获得弯曲画笔的最小包围球,进而计算得到虚拟投影平面;根据在一个采样点处的画笔变形,得到虚拟投影平面上的二维笔触;通过将二维画笔笔触实时地映射到三维对象表面,便可以得到三维笔触;沿着三维绘制方向,通过控制绘制力矩并叠加不同大小、形状的3D笔触便可得到3D笔道.仿真对比实验结果表明,所采用的画笔模型及方法可以有效增强用户虚拟绘制时的真实性.