面向高速的磁流变缓冲器多目标优化设计及性能研究

针对目前磁流变(Magneto-rheological,MR)缓冲器结构的设计主要基于Bingham塑性模型,不能解决高速下设计的问题,提出一种可用于汽车碰撞缓冲系统的MR缓冲器结构优化设计方案。基于修正的Bingham塑性(Modified Bingham-plastic,BPM)模型,以阻尼力和动态范围最大化为优化目标,采用改进的非支配排序遗传算法多目标优化算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA II)对MR缓冲器的关键几何参数进行优化,通过搭建的跌落试验平台对MR缓冲器的工作特性进行试验研究。研究结果表明,与Bingham塑性模型相比较,BPM模型能够较好地预测高速下MR缓冲器的力学特性,试验结果与理论计算一致,采用BPM模型可提高设计的精度;采用多目标优化设计方法,可为MR缓冲器设计提供一系列的Pareto优化前沿解,形成不同系列的设计方案,这对MR缓冲器的工程应用具有重要的意义。