基于正交试验的汽车滑移门平顺性优化研究

针对某汽车滑移门系统平顺性能,运用正交试验设计方法进行了优化研究。在滑移门的开、闭过程中,以中导轨及其走轮臂转动销轴的X向、Y向位移作为优化变量,以滑移门质心运动轨迹优劣程度作为设计指标。在保证滑移门在运动过程中不与车身发生干涉的情况下,初步给定了4个优化变量在各自方向上的取值范围。运用正交试验提取多组试验方案,分别求解出滑移门质心运动轨迹,对比分析轨迹曲率特性。研究结果表明,中导轨及其走轮臂转动销的位置对于汽车滑移门运动平顺性能有着重要的影响。     

基于稳健性多目标优化的微客尾门轻量化设计

针对微客尾门结构的轻量化设计问题,提出了一种基于稳健性多目标优化的尾门轻量化设计方法。首先通过灵敏度分析方法筛选出了对尾门性能贡献量较大的尾门零件厚度作为设计变量,并建立了尾门各个工况响应的近似模型,其次以尾门扭转刚度、下垂刚度、尾门前三阶模态频率和抗凹分析点为约束条件,以尾门质量最小和第一阶模态频率最大和弯曲刚度位移量最小为目标,利用NSGA-Ⅱ算法对尾门进行了多目标优化,通过蒙特卡洛模拟技术对尾门进行了6σ质量水平和可靠度分析,并进行了6σ稳健性多目标优化。最终结果表明:优化设计后尾门结构在满足各性能要求的情况下实现了轻量化,质量减轻了2.28 kg,且弯曲刚度和第一阶模态得到提高;同时尾门结构各工况性能的稳健性也得到改善,达到6σ质量水平。     

6σ概率优化设计方法及其应用

将6σ概念与遗传算法和蒙特卡罗模拟技术相结合，构造了基于产品质量工程的6σ概率优化设计方法，实现了对设计目标的优化，提高了产品的可靠性与稳健性。以悬臂焊接结构和弹簧的优化设计为应用实例，对优化结果的可靠性与稳健性进行了评估。     

基于拓扑优化与6σ稳健性的检修工装支撑座轻量化设计

为了充分发挥踏面制动单元(TBU)检修工装支撑座的轻量化潜力和提高优化设计的可靠性与稳健性,提出将拓扑优化与6σ稳健性优化相结合的优化策略。通过基于变密度法的拓扑优化设计,提取支撑座的拓扑结构。基于中心组合试验设计方法和有限元数值模拟技术建立系统的响应面模型。基于该模型建立支撑座的6σ稳健性优化设计模型,并采用序列二次规划法进行优化求解,利用均值一次二阶矩法获得优化结果的可靠度并转化为相应的σ水平。结果表明,优化后的支撑座各设计变量、强度和刚度的可靠度均为1,均达到了8σ水平,减重率达67. 0%,轻量化效果显著;且与拓扑优化后对其进行传统的确定性轻量化设计相比,该方法不仅使支撑座的强度和刚度得到了增强,而且还提高了优化设计的可靠性、强度与刚度的稳健性和重量的一致性。证明了该方法的有效性。     

基于6σ和目标驱动技术的高速卧式加工中心滑架多目标优化

针对高速卧式加工中心滑架的结构特点,构建了高速卧式加工中心滑架的有限元模型,并利用基于6σ原则和目标驱动技术的有限元优化分析方法对滑架进行多目标尺寸优化设计。首先利用基于6σ原则的分析方法对模型进行参数灵敏度分析,得到对滑架性能影响较大的参数,并将其设置为最终的优化设计变量;然后利用基于目标驱动技术的多目标优化方法对滑架进行以质量、变形和一阶固有频率为目标函数的多目标优化,并根据目标函数的优先等级选取优化结果,通过对比优化前后的有限元分析结果,找到需要进一步改进的薄弱环节。相对于传统的单目标优化方法,基于6σ和目标驱动技术的多目标优化能够更好地解决工程实际问题。     

基于6σ的悬架稳健性优化设计

悬架的关键部件如横向稳定杆、橡胶衬套和弹簧等,常因材料和制造工艺的不稳定导致悬架系统的刚度出现波动,对车辆平顺性和操稳性品质产生影响。以麦弗逊前悬架为研究载体,将零部件的刚度特性变化作为噪声变量,将硬点坐标值作为设计变量,采用二次响应面法建立了高精度的近似模型。基于同样的约束条件,采用序列二次优化算法,分别对悬架的硬点进行确定性以及稳健性优化设计,并用蒙特卡罗模拟对各自的优化结果进行稳健性分析。仿真计算结果表明:基于6σ的稳健性优化设计不仅使悬架的性能得到优化而且在可靠性水平方面更有优势。     

基于关闭能量的汽车滑移门闭合性能优化

为解决某车型滑移门关闭力过大等问题,通过滑移门关闭实验及基于ADAMS/View多体动力学仿真软件分析了滑移门各部件对最小关闭能量的影响,找到了影响滑移门关闭能量的主要因素,并针对主要影响因素提出了优化方案降低关闭能量消耗。通过减小密封胶条压缩位移、优化密封胶条断面形状降低CLD曲线中4～6 mm位移范围内的曲线斜率、减小中铰链销扭簧最大扭矩及预载、适当减小限位器配合间隙等措施,对滑移门闭合性能进行了优化,优化后整个系统的最小关闭能量降低了25%,优化效果明显。     

基于遗传算法的厢式货车平顺性优化

在RecurDyn中建立某厢式货车的整车多体动力学模型。基于离散梁法,建立整车模型中的钢板弹簧动力学模型,在板簧模型中,采用用户自定义子程序的方法为弹簧片间定义的三向力,可有效模拟簧片间的接触力和摩擦力,应用基于元模型的优化方法,对钢板弹簧模型的参数进行辨识;基于AR模型开发的路面不平度重构程序,可生成能够被RecurDyn调用的路面文件;进行该厢式货车整车平顺性试验,仿真和实车试验结果验证了所建整车模型的正确性;采用试验设计方法分析了悬架参数及驾驶室悬置参数对平顺性的影响,为平顺性优化时变量范围的选取提供了依据;提出一种采用批处理方式,通过ProcessNet集成AForge.Genetic组件实现遗传算法进行整车平顺性优化的方法,优化后驾驶员脚部地板处总加权加速度均方根值下降了9.35%,提高了厢式货车的平顺性能。     

基于ADAMS与Simulink联合仿真的滑移门关闭能量分析

针对缺乏在前期设计阶段对滑移门关闭性能进行评估的手段的现状,提出综合ADAMS动力学分析和Simulink数值迭代计算的联合仿真方法。在ADAMS中建立滑移门系统的刚柔耦合多体模型,以实现滑移门关闭过程的动力学仿真;推导了滑移门关闭过程中因压缩空气而导致的气压差的微分表达式,在Simulink中建立了该微分方程的迭代求解流程。通过联合仿真实现了考虑气压阻力的滑移门关闭能量分析,由分析结果可知,该滑移门的关闭能量为4.4 J,气压阻力和密封条的耗能分别占关闭能量的48.9%和36.6%。经实车试验对标,该联合仿真方法所得滑移门关闭能量的误差在10%以内,证明了联合仿真方法的可靠性。     

基于6σ的鲁棒优化设计思想和方法

基于6σ的鲁棒设计优化方法把结构可靠性、鲁棒质量工程以及6σ质量工程原理等不同概率分析方法中的概念加以整合,可以从约束满足的概率和性能目标的灵敏度这两个与设计“σ水平”有关的方面来评价设计质量,使得全面的概率优化设计得以实施。介绍这种设计思想的基本概念、数学描述和实施过程。     

基于6σ的多学科设计优化

在实际的工程问题中,总是不可避免地遇到一些不确定因素,导致许多优化策略无法用数学模型来体现这些不确定因素,从而造成结果分析错误或不全面．因此引入面向6σ概率设计(DFSS,σ为随机变量的标准偏差)方法,对其算法原理进行了阐述和分析,并且采用多学科设计优化(MDO)高层优化算法框架来支持DFSS设计,从而可以有效避免DFSS在处理复杂问题时串行处理的缺点,将涉及多学科的复杂系统问题逐步分解为各个单学科来并行地进行概率设计．最后,在理论研究的基础上结合轴承座这个工程实例,给出了其具体实现,证明了将二者结合进行复杂问题的概率设计是可行的．     

考虑安装误差6σ稳健设计的减速器改进齿面接触分析

为了提高锥齿轮发生啮合过程中安装误差控制精度,在分析影响安装精度因素基础上,根据印痕特性与6σ稳健优化的方法构建目标函数,通过Monte Carlo算法完成抽样,采用多岛遗传算法实现二阶接触参数优化并调整安装误差,对比了优化前后的安装误差差异。结果表明：6σ稳健优化过程有助于印痕特征形成更稳定的安装误差,可靠度超过99.993 7%,实现了印痕中心波动程度的大幅减小,获得了稳定性更高的齿轮系统。处于不同的二阶接触参数下对应的印痕特征也存在显著差异,减小了各安装误差下传动误差。6σ稳健设计传动误差波动相对确定性优化方法减小了30%。对比了所提出的优化方法和确定性优化方法差异性,表明采用本文设计的稳健性方法满足可靠性要求。     

汽车平顺性仿真模型及试验研究

目前在汽车平顺性仿真研究中,没有考虑车身的弹性变形对整车动态性能的影响,导致仿真结果与试验结果存在差别。在ADAMS/Car模块中分别建立了整车多刚体模型和整车刚弹耦合模型,并进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验和评价。实车道路试验验证了模型的正确性和合理性。研究结论可为汽车平顺性的研究和优化提供参考和借鉴。     

基于RSM近似模型的客车车架稳健性设计

为提高客车性能的稳健性和约束的可靠性,选取城市客车最危险的扭转工况,对客车车架进行了有限元分析计算,利用最优拉丁超立方试验设计对初始变量进行灵敏度分析,筛选出对响应影响较大的15个设计变量;基于RSM近似模型,采用下山单纯形法算法对车架进行确定性优化,得到一组最优解;以确定性优化解作为初始值,结合最优拉丁超立方试验设计方法与下山单纯形算法,以质量最小以及它们的标准差和均值最小为目标进行多目标稳健性优化,可供汽车车架轻量化设计参考。     

摩托车平顺性的仿真研究

简要介绍应用ADAMS／view建立摩托车的多刚体模型，并对其进行动力学仿真，得出垂向振动加速度。对垂向振动加速度进行数据处理，得到垂向振动加速度的自功率谱密度函数，并参考汽车的平顺性评价指标，利用加速度加权均方根值为评价指标，对摩托车的平顺性进行评价研究。结果表明，ADAMS软件可以应用在摩托车的开发阶段，对摩托车的平顺性进行分析预测。     

某SUV车型整车平顺性仿真分析

为了对某SUV车型的整车平顺性进行评价,利用多体动力学仿真分析方法,在ADAMS/Car软件中建立了包括悬架、转向、轮胎等子系统在内的整车仿真分析模型.按照国标要求,对该车型在B级随机输入路面和三角形凸块脉冲输入路面下行驶时的整车平顺性进行了仿真分析.仿真结果表明:该车型在B级随机输入路面下的最大总加权振级较小,具有良...     

基于并行质量工程的6σ公差设计方法应用研究

论述了一种基于并行质量工程的分析、优化机械装配公差的方法——6σ公差设计方法。以面向6σ设计为导向，通过实例探讨了如何在公差设计中将6σ质量设计到产品之中，进而给出设计和优化的流程。     

面向整车平顺性的商用车平衡悬架结构分析与优化设计研究

为研究平衡悬架板簧与车桥连接方式对整车平顺性的影响,以国产某重型商用车为研究对象,分别建立滑板座及橡胶墩连接方式下整车刚柔耦合动力学模型并进行平顺性仿真对比,数据揭示橡胶墩连接方式下整车平顺性优于滑板座状态但仍有改善空间.建立以中桥振动传递路径下多测点三向平顺性为目标函数、橡胶墩平动及旋转刚度系数为优化变量及平衡悬架动行程为约束条件的数学模型.应用多软件耦合计算方法将动力学模型、多岛遗传算法、优化变量、目标函数及约束条件集成于多学科优化平台以开展橡胶墩刚度优化.对比优化前后橡胶墩刚度参数下整车平顺性响应,结果表明:橡胶墩刚度参数优化后整车平顺性较优化前提升约9％且主要源于中高频振动降低.     

基于遗传算法的汽车行驶平顺性优化仿真

为了探讨遗传算法应用于汽车行驶平顺性仿真的可行性,以1/4汽车两自由度振动模型为对象,建立了汽车行驶平顺性优化仿真模型,运用遗传算法对该优化仿真模型进行了求解.优化前后汽车行驶平顺性指标的对比结果表明,遗传算法用于汽车行驶平顺性优化仿真取得了较好的效果,可以进一步应用于基于高自由度汽车振动模型的汽车行驶平顺性仿真优化问题中.     

门式启闭机门架结构6σ稳健优化设计

以重量减轻为目标,对启闭机门架结构的确定性优化结果进行可靠性分析,优化结果的可靠度为86.5％,可靠度不高.针对传统确定性优化设计中没有考虑不确定因素对产品性能和质量的影响,其优化结果可靠性和稳健性往往较低的问题.基于6σ质量设计方法、蒙特卡洛模拟法、多岛遗传算法,采用多学科设计优化软件ISIGHT对门架结构进行6σ-...