基于梁截面的商用车驾驶室多目标优化研究

针对汽车白车身试验设计运行时间长、近似模型拟合精度低的问题,以某商用车驾驶室为研究对象,提出了一种基于梁截面的商用车驾驶室多目标优化方法。首先,在SFE-Concept中建立了驾驶室的隐式参数化模型,通过与经过验证的有限元模型进行对比,完成了对该模型的精度验证;然后,利用HyperMesh分析了驾驶室梁截面力学特性,找出了梁截面的控制因素,采用比例向量法对截面形状进行了控制;并结合HyperMesh、HyperMorph分别对驾驶室零件厚度和梁截面进行了灵敏度分析,在试验设计之前筛选出了关键优化变量;最后,构建了驾驶室的径向基—响应面混合近似模型,并且采用第二代遗传算法对驾驶室进行了多目标优化。研究结果表明:经多目标优化后,驾驶室质量下降了16.5 kg,减幅达5.4%,一阶弯曲模态频率、一阶扭转模态频率基本不变,弯曲刚度提升15.3%,扭转刚度提升7.7%;该结果说明商用车驾驶室目标优化效果较佳。     

基于CFD的某商用车冷却性能提升研究

针对某型商用车冷却性能提升问题,运用数值模拟仿真方法对发动机舱内的流场和温度场进行分析研究.根据流场与温度场的仿真结果,确定机舱中热回流的位置以及形成发动机舱内的高温热害的原因,结合整个发动机舱布局,提出了加厚水箱、优化机舱流道以及在车架内和散热器左前方加挡风板的改进方案,并加以匹配分析得到最优组合方案.仿真结果表明:...     

基于不确定性分析的商用车多目标协同优化方法研究

商用车系统是非线性、强耦合以及受大量不确定性因素影响的系统。文章基于不确定性多目标UMOMDO(Uncrtainty Multi-Objective Multidisciplinary Design Optimization,UMOMDO)优化方法,研究建立一种不确定全局协同优化框架。以近似模型数据、试验数据与动态仿真数据为基础,基于深度数据驱动学习算法构建优化变量的解空间界定器,通过特征建模与递推演算方法界定优化变量范围,将设计变量映射到高维空间。再通过高维空间数据密度差,建立整车多目标协同优化模型,并基于该优化框架对H5B中型商用车进行车架结构-性能-可靠性多目标协同优化设计。优化过后的设计与原设计相比,满载最大应力降低2.8%,扭转最大位移降低15.2%,一阶频率提高3.3%,可靠度提高到95%,且质量减少2.3%,较好地完成了可靠性轻量化设计的目标。     

某商用车蓄电池支架多目标拓扑优化

为使蓄电池支架在轻量化的基础上能够满足汽车各工况下强度性能及要求,采用折衷规划法进行多目标拓扑优化,通过灰色关联分析法确定子目标的权重系数。首先在原始电池支架模型结构基础上,考虑实际装配和功能,建立了蓄电池支架初始拓扑优化模型;然后对其进行多工况和综合频率优化,并通过灰色关联分析法确定子目标函数的权重,运用折衷规划法进行多目标拓扑优化。最终得到的新模型质量比原模型降低10.9%,低阶频率及刚度有较大提高,各极限工况应力均小于许用值。结果表明,轻量化的蓄电池支架满足性能要求,验证了设计的合理性。     

基于流场仿真的多路阀流道结构优化

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比,指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果.仿真结果表明,在桥路结构转折处采用圆弧过渡,能够大大减少压力损失、平缓流场,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径,具有广阔的应用前景.     

基于ADAMS的货车悬架参数多目标性能优化

以多体动力学理论为基础,利用机械动力学分析软件ADAMS建立某轻型货车的整车虚拟样机模型,研究悬架系统对乘员舒适性及车辆对道路破坏程度的影响.对行驶平顺性和道路友好性各自的评价指标进行了数值计算,分析了行驶车速、悬架弹簧刚度和减振器阻尼对车辆平顺性和道路友好性的影响, 最后得到了优化的悬架参数.通过比较优化前、后车辆对道路的动载荷,提出了对车辆悬架设计与使用方面的有益建议.     

基于CFD的轿车发动机舱前端流场优化

为解决流场中的问题,采用CFD方法,对某汽车发动机舱内的前端局部流场进行分析,包括:机舱前端设计不合理,存在漏风、热气回流等。基于CFD的分析结果,有针对性地提出了多个优化方案,对前端模块,风扇进行重新设计,并增设导流板,解决了上述问题,提高了冷却模块的流量。     

基于逐步回归模型的汽车碰撞安全性多目标优化

汽车结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车工业的重要研究内容。面对传统优化方法难以找到汽车结构耐撞性问题多目标参数最优解的难题,在汽车结构碰撞安全性问题的研究中,结合试验设计、响应表面模型和有限元仿真程序提出一种基于逐步回归模型的多目标优化设计方法。利用该方法对以汽车前端结构的加强件作为设计变量,以整车质量、脚踏板在碰撞过程中的侵入量和整车碰撞加速度积分值作为目标函数的汽车100%正面碰撞以及40%正面偏置碰撞的多目标优化问题进行仿真优化研究,结果表明该方法对于汽车结构碰撞安全性的优化具有明显的效果。     

一种基于多目标优化的测试性分配方法

针对测试性分配问题,在测试性分配数学分析的基础上提出了一种以全生命周期费用和测试性水平为目标的多目标优化模型。在求解模型时,按照权重将多目标问题转化为单目标优化问题后采用浮点编码遗传算法求解,该模型有利于提高求解精度,尤其在分配参数较多的情况下,可以改变各目标权重值,满足不同的分配需求。最后应用该模型对某型工程机械液压系统进行实际分配,分析结果表明该模型能够对系统测试性和全生命周期费用进行有效权衡,在系统及其子系统（或单元）测试性指标约束下进行合理的测试性分配。     

基于多目标优化的矿用救援机器人动力匹配

目前,矿用救援机器人只有通过动力系统参数的合理匹配解决其在复杂恶劣的井下环境中无法随时补充能源及防爆电池组对机器人动力性能影响严重的问题。为此,提出基于多目标粒子群优化算法的动力匹配设计方法。该方法根据矿用救援机器人动力性能要求,确定了其动力系统参数匹配的优化目标和约束条件;基于履带行驶动力学,并考虑防爆电池组对机器人动力性能的影响,建立矿用救援机器人动力匹配模型,确定动力系统参数匹配多目标优化的决策变量;通过多目标粒子群优化算法确定了矿用救援机器人动力系统参数匹配的合理取值范围。通过试验与优化前的设计相比,机器人的总质量降低了24.36%,续航时间增加了1倍,进而验证了该方法能够有效、快速地解决矿用救援机器人动力系统参数的合理匹配问题。     

基于动态内热源特性的车用锂离子动力电池温度场仿真及试验

针对电动汽车动力电池在充放电工作过程中由于热量聚集而导致的温度场非均匀性问题,采用数值仿真与试验相结合的方法,基于电池内阻温升特性,考虑耦合正负极耳的热影响,建立生热速率的时变内热源模型,获得更加精确的电池温度场分布及其动态变化规律,并深入进行温度一致性分析。以某车用锂离子动力电池为样本,对电池单体及模块分别进行温升计算和三维温度场分析及相应的测试试验。结果表明:同一充/放电倍率下,放电温升明显大于充电温升,且电池最大温差随着倍率的增大而增大;电池的温升是一个随时间先增大后恒定的非线性变化过程,且随着放电倍率的增大电池温升速率越大;电池模块温度场并非电池单体温度场的简单叠加,且在相同充放电倍率下电池模块的热一致性不如电池单体。     

太阳辐射对汽车舱内热环境舒适性的影响研究与改善

太阳辐射是夏季炎热环境下汽车停放在户外汽车舱内热环境最大的热负荷,严重影响车内热环境及乘员热舒适性。运用商用FLUENT软件数值模拟太阳辐射对汽车舱内热环境舒适性的影响,仿真分析研究在没有太阳辐射及不同太阳辐射强度情况下车内热环境的变化,确定太阳辐射对车内热环境舒适性影响大。最后通过降低车窗玻璃的透射率来减少太阳辐射进入车内,达到了改善车内热环境舒适性的目的。     

某型电子设备方舱散热分析及优化

文中针对某型电子设备方舱出现的散热问题,运用6SigmaET 软件分析原因并提出了优化措施。首先介绍该型号方舱的基本概况,并根据经验对方舱散热进行分析;然后运用6SigmaET 软件对方舱进行热仿真,分析方舱散热欠佳的原因;最后根据分析结果,从增加机柜周围冷空气输入量和改善热循环两方面设计优化方案,并通过仿真验证方案的效果。通过仿真分析得出,冷空气输入量和热循环方式对机柜降温有直接影响,优化后设备方舱整体降温明显。该优化方案对电子设备方舱的设计有一定的指导意义。     

基于协同优化和多目标遗传算法的车身结构多学科优化设计

在汽车车身结构NVH和侧面碰撞安全性研究中,实施多学科多目标优化的可行性设计。通过试验设计制定试验方案并进行数据采样,构建考虑整车侧撞安全性、白车身模态、静态弯曲刚度、扭转刚度和轻量化等性能的响应面近似模型,然后对车身结构分别进行确定性和可靠性轻量化单目标设计。最后,运用多目标遗传算法结合多学科协同优化对车身结构进行多目标优化设计,获取Pareto最优化解集。研究结果表明:可靠性优化设计较确定性优化设计而言,能考虑产品设计和生产过程中的不确定性因素,保证产品稳健性;车身结构的多目标优化设计全面考虑了车身结构轻量化、NVH和碰撞安全性能等多学科之间的耦合和解耦;设计者可按需选择其满意的优化结果,这将大幅缩减产品开发周期、降低产品开发成本。     

汽车动力转向器的流场分析

针对新研制的汽车动力转向器吸油机对汽车动力转向器内实验用的液压油仍吸不净的问题,首先对转向器内部的关键流道建立了CFD模型,然后应用FLUENT软件进行了流场分析,得到了流场的压力分布、速度分布。最后通过几组数据对比分析,得出了吸油机吸油效果最好的一组参数。并据此分析了转向器内的液压油吸不净的原因。     

电动助力转向系统多目标优化控制研究

通过对电动助力转向系统进行动力学分析，建立了系统的数学模型和状态空间模型。利用转向盘操纵转矩与理想转矩之差及其变化，通过PD控制器进行调节，以获得理想的助力电压；通过模糊控制器改变助力电机的电压系数以实时调整助力转矩；以电动助力转向系统的结构参数和PD控制器为优化对象，以转向盘操纵转矩、横摆角速度和质心侧偏角为性能指标，用遗传算法对电动助力转向系统进行了多目标优化。台架试验证明，经多目标优化后模糊PD控制的电动助力转向系统能有效提高车辆转向的轻便性和稳定性，提高车辆行驶的安全性。     

基于内流场的能量回收透平的结构优化

基于叶片式水力机械工作原理,设计出一种卧式双流道混流式水力透平机。为了对其结构进行优化,保证性能,使水能回收效率最大化,基于Navier—Stokes方程和标准的κ-ε双方程紊流模型,采用贴体坐标、非结构化四面体网格和SIMPLEC算法,对无导叶和有导叶的透平机在清水介质下的内部流场进行三维湍流数值模拟计算。研究结果表明：有导叶的水力透平机转轮叶片进口处速度环量、压力分布、叶片上的速度与压力分布以及吸出管内的流动状态都要优于无导叶的水力透平机,从而增加了转轮的能量转换指数。模拟结果为进一步研究能量回收透平机的结构提供了理论依据和实际应用参考。     

井下微型水轮机流场分析与优化设计

围绕煤矿综采工作面液压系统液压能量利用率低、控制电路冗杂等难题,提出了一种水轮机与发电机集成化设计的方法,对提出的水轮机进行参数分析及结构设计,结合水轮机压差和转速的流场分析结果,通过正交试验、神经网络和遗传算法,实现了不同叶轮宽度、叶轮间隙、基圆直径、入口角度、进出口相对位置和喷嘴尺寸结构参数下水轮机转速和效率的多目标优化设计。通过样机测试试验,优化后整体效率有明显提升,平均效率值提高了2.94%;最大效率值由15.6%提高至21.5%。可为小型水轮机的理论和试验研究提供支持。     

车辆前轴的多目标可靠性稳健优化设计

应用车辆零部件可靠性稳健优化设计的理论方法，对车辆前轴进行了可靠性稳健优化设计。通过模糊多目标粒子群算法求出所有满足约束性条件的pareto解集，结合实际情况，依据pareto解集确定零部件的设计规格。实验证明该方法能迅速有效地获得可靠性稳健设计的信息。