汽车悬架参数的多目标多标准决策优

为了改善汽车行驶的舒适性、安全性并减小轮胎动载对路面的破坏,以某载货汽车的四自由度悬架系统为研究对象,将车速分别为50、80和100km/h在A、B和C级路面行驶的车身垂直加速度、前后轮胎动载荷的统计均方根值作为目标,用多目标遗传算法和多标准决策方法进行了优化.结果表明:车身垂直加速度均方根值平均减小了40%,前后轮动载荷均方根值平均减小了30%,性能有较大改善,并且采用后期多标准决策方法,可以同时求得满足不同设计需求的最优解,较传统多目标优化方法更为实用有效.     

基于NSGA-Ⅱ悬架参数优化设计

基于车辆系统动力学分析与最优化设计,提出了混合多目标客车悬架系统优化的数学模型。以车辆乘坐舒适性、结构空间、行驶安全性为优化目标,选择悬架系统的弹簧刚度和减振器阻尼作为优化参数,建立多目标优化函数。以四分之一车辆模型为例,采用最近发展起来的具有优良性能的多目标遗传算法NSGA-Ⅱ为优化方法来求全局最优解。通过比较优化前后的仿真结果,可以看出优化后客车的各项性能都有了不同程度的提高,表明该遗传算法在悬架参数优化方面具有较好的效果。     

面向平顺性的某轿车悬架参数匹配及优化研究

为了研究某款轿车的平顺性优化问题,运用ADAMS/Car软件建立了整车多体动力学模型,并对影响平顺性的悬架刚度与阻尼参数进行了匹配分析。使用ISight软件集成ADAMS/Car和MATLAB组件,构建了多软件协同的优化模型。以驾驶员座椅处总加权加速度的均方根作为优化指标,选择弹簧刚度系数和减振器阻尼系数作为设计变量,采用多岛遗传算法进行求解,得到这2个悬架参数的优化匹配方案。结果表明：总加权加速度的均方根值改善了8.65%,整车平顺性得到了改善。     

基于Kriging模型的驾驶室悬置系统多目标优化

为提高某国产自卸车行驶平顺性,采用多体动力学软件Adams建立重型自卸车整车虚拟样机分析模型,并通过行驶平顺性道路试验验证模型的正确性。选取驾驶室悬置刚度和阻尼参数为设计变量,以驾驶室地板垂向和座椅支撑面俯仰加权加速度均方根为优化目标,以驾驶室前后悬置动挠度为约束条件,结合最优拉丁方试验设计拟合Kriging近似模型,利用粒子群优化算法对自卸车行驶平顺性进行多目标优化,得到Pareto最优解集,并选取一个最优解进行整车行驶平顺性实车试验。结果表明,Kriging近似模型具有较高的拟合精度,可大幅提高自卸车行驶平顺性优化效率;基于Kriging近似模型的多目标优化结果可通过权重系数对各个优化目标进行权衡,有效改善了自卸车行驶平顺性。     

车身结构概念设计系统多目标优化模块设计

为了避免汽车车身设计后期的反复修改,开发了车身结构概念设计系统(VCDICAE)的多目标优化模块,设计了以车身结构刚度和模态为设计目标的多目标优化算法,可实现在车身质量不增加的前提下提高车身总体结构性能,从而为概念设计阶段实现车身轻量化提供依据,节约时间和成本。最后结合具体车型的概念设计过程,对该车身进行了多目标优化设计,提高了该车身的弯曲刚度、扭转刚度、一阶弯曲频率和一阶扭转频率,验证了多目标优化模块的有效性和正确性。     

汽车半主动悬架的多目标遗传优化

汽车采用磁流变液减振器，可根据不同的道路行驶条件，通过改变磁场强度来改变减振器的阻尼特性。提出了一种多目标汽车半主动悬架的遗传优化技术，以行驶安全性、乘坐舒适性、结构空间需要作为优化设计目标或约束，选择悬架系统阻尼作为优化参数，以一个受路面谱激励的1／4汽车模型为例，采用一种高效十进制遗传算法对半主动悬架的减振效果进行验证，结果表明该遗传算法对汽车半主动悬架的参数优化具有较好的效果。     

基于Pareto最优解的跨流域调水泵站多目标优化运行研究

【目的】探究跨流域调水泵站多目标优化运行。【方法】以泵站提水费用最小及站内机组间流量不均匀度最小为目标,以调水周期内各时段各机组叶片安放角为决策变量,本文建立了泵站多目标优化运行非线性数学模型,提出了基于Pareto最优解理论求解的多目标遗传算法。以南水北调东线源头江都4站为研究实例,考虑峰谷分时电价影响,开展了不同日均扬程及提水负荷下的典型计算分析。【结果】综合考虑泵站运行的安全性和经济性,在100%、80%、60%提水负荷下,江都4站最佳运行方案对应的每万m³提水费用较常规运行方案平均节约12.44%、14.26%和3.69%,机组间流量不均匀度相较于单独考虑经济运行目标的方案显著减少。【结论】新建立的模型能够有效降低泵站优化运行过程中的安全隐患。     

基于Isight的3—UPS—S并联机器人机构多目标优化

综合考虑并联机器人机构工作空间、灵巧度、承载能力、刚度等多方面性能要求,以3—UPS—S型并联机构为例,基于Isight集成Matlab、Pro/E、ANSYS等软件,构建多目标优化设计基本流程,进行并联机构多目标尺度综合,建立一种并联机构多目标优化的方法。研究结果表明,该方法可以有效集成各领域工程软件进行组合试验设计与多目标优化,实现自动计算运动学和动力学性能指标、自动三维模型建立及有限元分析等步骤,得到Pareto图及Pareto前沿,决策者可根据优化信息选取合适的最优解。     

发动机气门弹簧参数优化方法研究

建立了多目标优化函数,对发动机中多约束、多变量的气门弹簧进行了优化设计,克服了传统设计的不足,利用MATLAB解多约束、多变量的不等式方便快捷,可得到最优的设计参数.算例结果表明该方法具有工程实用价值.     

汽车悬架参数优化的最优控制方法

以主动悬架系统模型为研究对象,应用最优控制理论进行了线性二次型最优控制器设计,并得到了最优控制力.把一个刚度-阻尼系统并联于被动悬架系统,根据变参数后的悬架系统产生的力接近最优控制力,利用最小二乘法求得刚度-阻尼系统参数,从而使得被动悬架参数得以优化.与传统优化方法比较表明,以最优控制理论和最小二乘法相结合的悬架参数优化方法快捷有效,能较大改善悬架系统的动态性能.     

A级乘用车流行悬架三维建模

以某A级乘用车流行悬架为对象,进行悬架系统的设计,前悬架选用麦弗逊式独立悬架,设计得到减震器阻尼系数、横向稳定杆设计刚度、抗侧倾力等;后悬架为扭力梁后悬架总成,设计分析得到减震器阻尼系数、减震器最大卸荷力、减震器工作缸径、壁厚、扭转横梁截面高度等参数.后悬架的弹簧设计为空气弹簧,选为1R8009空气弹簧.应用CATIA软件进行三维建模,分别得到前后悬架的零部件与整体图、包括刹车盘、横臂、横向稳定杆、轮毂、副车架、麦弗逊前悬架轴测图、扭力梁、空气弹簧、减震器、扭力梁悬架总成.     

轻型载货车前轮轮胎异常磨损研究

基于A．schallamach—Turner轮胎磨损模型，分析了某轻型载货车前轮轮胎异常磨损机理，讨论了前轮定位参数、轮胎气压、轮胎负荷、轮胎花纹、前后轮制动力分配、胎面材料及配方对轮胎磨损的影响。分析了样车轮胎的磨损现象和磨损原因，对轮胎和整车参数进行了改进设计与匹配。道路试验证明：轮胎的耐磨性有所提高，理论研究和分析结果与实际情况相符。     

重型货车非线性悬架结构参数动力学优化

建立了由主、副钢板弹簧组成的重型货车非线性后悬架系统的二自由度动力学模型,用Matalab/Simulink计算出车身垂直振动加速度均方根值。构建了以空载、临界载荷和满载下加速度均方根值的算术平均值为目标函数的优化设计模型,对悬架的刚度比和临界载荷比进行了动力学优化。实例计算表明,与比例中项法和平均负荷法相比,用最优化方法确定悬架的刚度比和临界载荷比可明显改善汽车从空载到满载范围内的平顺性。     

柔性体板簧建模与仿真应用

根据中性面法建立了前后柔性体板簧仿真模型,按照实际板簧刚度对其进行验证后,装入整车建立刚柔耦合的多体分析模型,并加载进行相应的稳态回转仿真。仿真结果显示整车满载具有较好的不足转向特性。     

油气悬挂压力连通装置设计与性能仿真

矿用自卸车在空载及满载状态下前、后轴荷变化较大导致油气悬挂内部压力变化也很大,进而不能直接连通,为此设计了一种具有压差控制功能的油气悬挂连通装置.该装置能使前、后桥油气悬挂内部压力在一定压差范围内连通并达到平衡的效果.建立了由压力协调装置连接的连通式悬挂二分之一车模型,对前、后轮顺序通过台阶和扫频激励工况进行了仿真分析.以簧上质量质心垂向加速度和俯仰角加速度、前后悬挂输出力的特性作为标准对结果进行了分析.结果表明,相对独立式悬挂,压力协调装置连接的连通式悬挂具有更好的抗俯仰性能,输出力特性也更加平稳.     

四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型建立与试验

针对现有拖拉机牵引性能预测模型未包含前后轮附着差异、载荷转移和前后桥运动不协调等因素对滑转效率和滚动阻力的影响，导致四轮驱动拖拉机的田间牵引性能预测精度较低。为此本文从拖拉机轮胎的驱动特性和载荷特性入手，通过引入轮胎指数、机动指数等特征参数，分别建立了土壤-轮胎驱动模型与包含轴荷转移的前后轮胎载荷模型；在牵引受力分析的基础上，考虑实际前后桥运动不协调性对总体底盘作业的影响，分别建立了整机滚动效率与滑转效率的预测模型，导出了包含轮胎规格、土壤特性、整机前后桥运动不协调特性、传动效率的四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型。针对模型多变量、非线性产生的求解难题，基于双维度迭代法设计了预测算法与流程；采用研究的方法开展了实例分析应用；针对预测模型的有效性验证需求，设计并开展了实车田间牵引试验，结果表明：最大牵引力与特征滑转率对应的牵引力的仿真值误差分别为1.41%与1.74%,滚动阻力误差为0.64%,较对照组准确度提升较大，总体误差较小。     

全地形车中、后桥双横臂平衡悬架设计

为实现恶劣路况下某三轴全地形车中、后桥垂直载荷的合理分配,将其中、后桥双横臂独立悬架设计成平衡悬架。本文首先根据拟选结构方案,建立平衡悬架理论模型,推导优化目标函数与设计参数之间关系,使用MATLAB软件编程优化设计变量;然后以优化结果为输入参数,在ADAMS/V iew环境下建立平衡悬架动力学模型,验证设计结果;仿真分析表明该平衡悬架满足中、后桥载荷合理分配要求。     

基于多体模型的重型车辆对路面动载特性

利用SIMPACK软件分别建立重型车辆前悬架、后平衡悬架、转向系统和轮胎模型等,在此基础上建立重型载货汽车整车多体动力学模型,并采用谐波叠加法构建随机路面,建立了一个可考虑路面不平度的重型车辆对路面动载特性研究平台,利用该平台探讨了重型车辆轮胎三向动载荷与路面不平度、行驶速度的关系.仿真结果表明:前轴轮胎纵向动载荷小于中、后轴轮胎纵向动载荷,前轴轮胎侧向和法向动载荷大于中、后轴轮胎侧向和法向动载荷,中、后两轴轮胎动载荷相差很小;路面在A～D级、行驶速度为60～90 km/h时,前轴车轮法向动载系数大于中、后轴车轮法向动载系数,前轴轮胎法向作用力小于中、后轴轮胎法向作用力.