基于不确定性的车架单循环多目标优化

为了提高某半挂牵引车车架的力学性能并减轻重量,将不确定性方法引入车架优化中。基于车架有限元模型构建设计变量和不确定变量与目标函数之间的近似模型,用区间分析方法求解每一个目标函数的上下界,采用目标评价函数作为多目标优化问题的适应度值。采用加入精英保持策略和去除重复个体的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对车架应力和质量两目标进行优化。最后与不确定性多目标双层嵌套优化的结果进行比较,得出区间分析方法在满足力学性能和精度要求条件下,大大提高了计算效率,并使车架质量得到有效减小。     

货车车架多目标拓扑优化

为了减轻货车车架质量,并提高车架结构的刚度和低阶频率,基于固体各向同性材料惩罚模型材料密度插值法与折中规划法,建立了以柔度最小化和低阶频率最大化为目标的模型,对车架进行拓扑优化,得到最佳传力路径。根据最佳传力路径重新构造车架模型,并进行静动态分析。与原模型相比,新模型减轻了质量,提高了刚度与低阶频率,实现了优化目标。     

基于Kriging模型的多目标代理优化算法其收敛性评估

为提高黑箱系统优化设计的效率,基于Kriging模型、期望超体积改进和可行性概率准则,提出一种改进的多目标代理优化算法.该算法的可行域探索准则包含考虑试验点间距离的项,对可行域非连通的优化问题也有效;Pareto解集改进准则以同时优化期望超体积和可行性概率准则为目标,在改进Pareto解集的同时兼顾了对可行域边界的刻画;最后,结合条件模拟方法和随机集理论,提出一种不依赖真实解集的算法收敛性评估方法.通过两个算例将提出的优化算法与已有算法进行对比分析,结果证实了所提算法的高效性及算法收敛性评估方法的可行性.     

基于自适应代理模型的翼型气动隐身多目标优化*

针对翼型气动隐身多目标优化设计存在的计算量大与权重难以选取的问题,提出基于自适应径向基函数代理模型与物理规划的高效多目标优化策略(Multi-objective optimization strategy using adaptive radial basis function and physical programming, ARBF-PP)。利用物理规划法通过非线性加权的方式将多目标优化问题转化为直接反映设计偏好的单目标优化问题,然后分别对综合偏好函数和约束条件构造径向基函数代理模型,采用增广Lagrange乘子法处理约束,并用遗传算法(Genetic algorithm, GA)进行求解。优化迭代过程中,在当前可能最优解附近增加样本点,更新代理模型,提高代理模型在最优解附近的近似精度,引导搜索过程快速收敛。使用数值多目标优化算例与翼型气动隐身多目标优化实例验证了本文所提出优化策略的有效性。翼型气动隐身多目标优化结果表明：相比于初始翼型,优化翼型的升阻比提高了34.28%,重点方位角的雷达散射截面(Radar cross section, RCS)均值减小了24.19%。此外,在相同样本规模的情况下,本文方法所得最优翼型的气动隐身性能比静态径向基函数代理模型方法的优化结果分别提高了11%与25.6%;与遗传算法相比,本文方法所需的分析模型调用次数(Number of evaluation function, Nfe)降低了93.5%。     

基于Kriging模型的多目标代理优化算法及其收敛性评估

为提高黑箱系统优化设计的效率,基于Kriging模型、期望超体积改进和可行性概率准则,提出一种改进的多目标代理优化算法。该算法的可行域探索准则包含考虑试验点间距离的项,对可行域非连通的优化问题也有效;Pareto解集改进准则以同时优化期望超体积和可行性概率准则为目标,在改进Pareto解集的同时兼顾了对可行域边界的刻画;最后,结合条件模拟方法和随机集理论,提出一种不依赖真实解集的算法收敛性评估方法。通过两个算例将提出的优化算法与已有算法进行对比分析,结果证实了所提算法的高效性及算法收敛性评估方法的可行性。     

微型客车车架多目标拓扑优化

为了设计合理可靠的微型客车车架,应用折衷规划法建立以柔度最小和低阶固有频率最高为目标的多目标拓扑优化数学模型,基于固体各向同性材料惩罚模型进行优化。基于拓扑优化结果,构造微型客车车架的三维模型,并对车架进行静态和模态分析,确认车架满足工作性能要求,由此验证了微型客车车架多目标拓扑优化方法的合理性与可行性。     

基于RBF神经网络代理模型的车辆/轨道参数多目标优化

为探究车辆与轨道参数多目标优化问题,基于RBF(Radial Basis Function)神经网络代理模型对车辆/轨道参数实现多目标优化以改善车辆的动力学性能.通过构建高速列车车辆-轨道耦合动力学仿真模型,借助UM与Isight联合仿真技术分析车辆与轨道参数对动力学性能的灵敏度影响,以灵敏度占比最大的8个参数为设计变...     

某电动物流运输车车架强度分析及结构优化

为验证某型电动物流运输车车架强度是否满足性能要求,以该车架结构为研究对象,建立有限元模型,对垂直、左转向、右转向三种工况下的车架进行强度分析,得到三种工况下的应力分布云图,从而了解该车架的应力分布情况.结果表明:车架在垂直工况下满足性能要求,左转向和右转向工况下最大应力大于材料屈服强度,不符合性能要求.结合应力云图进一...     

基于云模型的多工况城市客车车架优化

由于车架在汽车的行驶过程中承受多种载荷,因此在车架优化时需要考虑车辆的实际行驶工况,运用云模型与层次分析法,并结合专家对工况重要性评价指标,得到各工况最优权重系数,进行车架的多工况优化。以某城市客车车身优化为例,通过多工况优化,结果相对于各单工况结果,更接近于实际行驶情况,更具有参考价值。     

基于代理模型的多目标优化方法及其在车身设计中的应用

正实际工程优化问题通常涉及多个目标,这些目标往往不能显式表达而要通过仿真计算来获取,这便在一定程度上加大了多目标优化求解的难度。多目标智能优化方法可以在不考虑问题具体特征的前提下进行优化解的搜寻,适用于处理实际工程问题,但受到进化规模和收敛速度的影响而需要较多次数的目标值计算,限制了在目标求解耗时的问题中的应用。常见的基于代理模型的多目标优化方法因能较好地处理效率问题而成为研究热点,但目前该类方法面临着求解精度较低的问题。鉴于此,本文针对基于代理模型的多目标优化方法展开了深入的研究,力求在快速、有效的算法本身及其在车身设计中的应用方     

电动客车车架设计及优化

对电动客车车架进行了结构设计,利用ANSYS Worbench按弯曲、扭转、制动、转弯等典型工况对车架进行了静力学分析;并利用ANSYS Worbench对车架进行模态分析和谐响应分析,以驱动电机的惯性力为激励,分析车架上驾驶室支架、车厢支架在其激励下的响应。最后根据分析结果,对车架进行优化设计,并分析验证。     

基于多目标优化的钢-铝混合轻量化车架设计

以国产某SUV车架为研究对象,建立了车架有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度分析,并进行模态分析和模态试验,验证模型的有效性。利用正交试验法确定了材料轻量化部件,并将这些部件的钢材料替换成铝合金,得到钢-铝混合轻量化车架。针对钢-铝混合轻量化车架刚度和模态性能的减弱问题,采用基于折中规划法的多目标形貌优化方法对部件进行优化改进,提高了车架的刚度和模态性能。设计结果表明,使用钢、铝材料结合多目标优化方法设计的钢-铝混合轻量化车架相比原钢质车架在保证一定的刚度和模态性能条件下,质量减轻了6.7kg。     

基于OptiStruct的电动轿车副车架的结构优化

针对从燃料电池轿车副车架质量冗余问题,从轻量化研究入手,使用计算机辅助设计软件进行了结构分析,采用铝合金材料,对某燃料电池汽车副车架进行了结构优化,并对新设计的副车架进行了校核.分析结果表明,新副车架在轻量化的同时,各项性能都较原件有很大的改善,该方案为燃料电池汽车轻量化的进一步发展提出了建议.     

基于模态分析的纯电动垃圾车车架拓扑优化

简要介绍了模态分析和拓扑优化的理论基础,建立了纯电动垃圾车的拓扑设计空间,并对建立的车架设计空间进行了自由模态分析,得到了车架设计空间的模态振型和模态频率。在模态分析的基础上,设置除刚体模态外的1阶模态频率最大为优化目标,在Ansys中进行了拓扑优化计算。经计算得出相应的材料分布云图和1阶模态迭代曲线。基于云图对车架结构轻量化二次设计,对二次设计的车架再次进行模态分析验证,并得出了结论。     

微型电动汽车车架多目标驱动尺寸优化研究

利用Creo建立车架三维模型并导入ANSYS有限元分析软件,对车架进行静态弯曲和应力分析,通过静态电测试验确定有限元分析的应力值和试验真实应力值在合理范围内,对车架进行模态分析,通过模态试验验证有限元分析的模态振型、频率的正确性,对车架进行谐响应分析,确定对车架结构动态性能影响最大的模态频率。结果表明:车架具备良好的强度和刚度特性,但存在一定的优化空间。优化过程在满足车架强度和刚度要求的前提下,通过改变横、纵梁布置结构的方式实现优化目的。车架质量与原车架相比减少了74.58kg,降低了27.74%;最大等效应力增加了23.36MPa,但应力分布更加合理。     

汽车车架结构多目标拓扑优化方法研究

为了研究以静态多工况下刚度和动态振动频率为目标函数的车架拓扑结构,提出了一种结构的多目标拓扑优化研究方法。基于实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法,采用折衷规划法定义多目标拓扑优化和多刚度拓扑优化的目标函数,而振动固有频率拓扑优化的目标函数则采用平均频率法定义。通过优化得到了同时满足静态刚度和振动低阶频率要求的汽车车架结构拓扑。该方法避免了单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点,适合连续体结构的多目标拓扑优化。     

矿用自卸车车架结构多目标拓扑优化研究

为给矿用自卸车车架结构设计和优化提供参考,针对国产首台300t矿用自卸车工作环境极其复杂、行驶路况极为恶劣以及载重量大而导致车架结构容易破坏失效的情况,采用SIMP变密度法对其进行拓扑优化研究,以多工况下的刚度和一阶振动频率为目标,并利用折衷规划法定义的多刚度和高频率的多目标拓扑优化函数进行优化。依据优化结果设计了新的车架,并比较了经验设计下的车架和新车架的刚度和频率。研究结果表明：采用多目标拓扑优化方法指导设计的车架刚度和频率都有显著提高,改善了车架的使用性能,能使车架更好地在恶劣环境中使用。     

AGV托盘车车架优化分析

车架是整车的承重部件,针对现有AGV托盘车的车架进行有限元分析,根据分析结果,对车架进行了优化设计,使车架减重约19%,同时车架焊接工艺性更好,为托盘车车架设计提供了依据。     

基于ANSYS的履带喷雾车车架结构优化分析

为实现履带喷雾车车架结构的轻量化,利用Pro/E软件建立了喷雾车车架的三维模型,并导入到ANSYS Workbench软件中,再对喷雾车车架在空载和满载两种工况下进行有限元分析,获得了车架结构的等效应力、总体变形及安全系数云图,找到了车架结构的薄弱和冗余部位,并进行了车架设计参数敏感度分析,在此基础上提出了履带喷雾车车架的优化设计方案。通过对喷雾车车架的优化设计,其总重量由优化前的457kg降为371kg,降幅达18.82%,结果验证了优化方案的合理性。研究结果对履带喷雾车的车架设计改进具有一定的技术参考价值。     

基于Kriging近似模型的车架轻量化优化

为了在减轻车架重量的同时尽可能提高其动、静态结构性能,以车架纵梁、横梁结构参数为设计变量,特别采用最优拉丁实验设计方法进行了样本数据设计,并运用Kriging方法构建了车架NVH、扭转刚度、弯曲刚度及车架质量等性能参数的多目标优化系统的近似模型,利用模糊多目标粒子群算法对近似模型进行了优化,得到了Pereto最优解集。结果表明,所建立的Kriging近似模型适合解决组合优化问题,在多个性能指标满足设计要求的同时,成功实现了车架结构的轻量化。