基于动力刚度法与粒子群优化算法的拉索参数识别

拉索一般设置有一个或多个中间支承,其振动频率与索力对应关系不甚明确,基于动力刚度法与粒子群算法,对带有多个中间支承的拉索进行参数识别。将拉索视为无限自由度体系,导出精确的单元动力刚度矩阵,通过集成及求解得到总体动力刚度矩阵和频率方程,引入Wittrick-Williams算法求解拉索振动频率;根据拉索振动频率拟合的参数识别方法,将之转化为一优化问题,采用带变异算子的粒子群优化算法进行拉索参数识别。通过有限元仿真分析对带有两个中间弹性支承的两端固结拉索进行了算法的验证,并选取一座实桥的3根两端设置高阻尼橡胶减振器的典型拉索进行了参数识别。研究表明,对具复杂边界条件拉索,基于动力刚度法与粒子群优化算法的参数识别方法能够获得较好的索力测试精度。     

基于预试验的白车身动力学模型评价与优化

以优化白车身的模态频率与振型为目标,通过预试验技术定量指导试验模态的激励点及响应点的选取;采用模态置信准则贡献量分析技术定量分析影响模态参数的关键位置,并对关键位置的关键参数进行灵敏度分析,最终确定优化参数,实现了仿真模型的优化设计。结果表明,优化后参数有效提高了仿真模型与试验模型的一致性,得到了更准确的白车身动力学模型。     

基于灵敏度分析的双塔斜拉桥有限元模型修正优化

为了获得精确度更高的桥梁有限元模型，基于静动载试验结构响应数据及参数灵敏度，采用基于灵敏度分析理论和序列二次规划法对苏通长江大桥有限元模型进行修正优化，对比分析研究模型静力位移修正优化、动力频率修正优化和联合静动力修正优化的结果。结果表明：联合静动力优化后的模型结构自振频率更加接近结构实际自振频率、参数变化更合理且结构材料参数更符合成桥阶段的变化。     

内燃机曲轴扭转振动的优化动力修改

利用集总参数法建立了曲轴扭转振动的运动方程,推导了计入结构参数的曲轴系统扭转振动的特征灵敏度公式,并给出了结构参数修改的优化模型。数值计算结果表明,根据此灵敏度公式和优化模型可更合理地确定结构参数的修改量,从而有效地进行曲轴系统的结构动力修改。     

基于Nastran的某轻卡ECU支架共振问题优化研究

为解决某轻卡ECU支架共振问题,文章基于Nastran有限元法对ECU支架共振问题进行了共振问题原因分析及性能优化研究,通过对ECU基础状态方案进行了模态分析,得出了其一阶频率与发动机怠速频率存在共振,并给出了ECU支架优化方案,经CAE模态分析,同时通过振动加速度测试试验验证,共振问题得到优化解决。     

麦弗逊独立悬架的运动学分析及结构参数优化

运用MATLAB软件结合多刚体系统动理学和数值计算的方法给出了麦弗逊独立悬架导向机构运动特性参数的计算方法,并对导向机构结构参数进行了优化设计。结果表明该算法可行有效;优化后,悬架系统的运动学特性得到了改善。     

具有高墩桥梁结构的被动控制

将主结构作为多自由度推导了受控振型的频率幅值响应方程,在此基础上比较了具有STMD和MTMD结构受控振型不同的频率响应特征并分析TMD布设位置对制振效果的影响,最后根据推导的频率幅值方程针对一座特大桥进行了MTMD参数分析和设计,并给出了在2条地震波作用下的时程分析结果。     

遗传算法在混合动力汽车参数优化中的应用

混合动力汽车的动力部件参数和控制器参数对整车燃油经济性和排放有重要的影响。文章分别以基于遗传算法的3种算法：权重系数法、并列选择法和共享函数法对一辆样车的参数进行离线仿真。结果表明,应用这些方法获得的优化参数,在满足车辆特定性能的前提下能有效地减少油耗和降低排放。对比分析优化结果,找出最适合HEV参数优化的算法,并给出参数优化的多组Pareto最优解。     

基于随机模拟的汽车安全带系统约束效能优化

建立了汽车安全带系统的数学模型，并通过试验对模型的有效性进行了验证。基于随机模拟和响应面方法对安全带系统敏感参数的优化，给出了系统约束效能的优化区间，考虑到参数的制造和装配误差，对优化区间内的系统稳健性进行了计算和分析，得到系统约束效能的最优稳定区间。     

轿车白车身隐式全参数化建模与多目标轻量化优化

利用SFE-Concept参数化设计软件,建立了某轿车白车身隐式全参数化三维几何模型,在此基础上建立了参数化白车身的有限元模型,计算分析了其低阶固有振动特性和白车身的扭转与弯曲刚度,并通过试验验证了分析结果的有效性。利用相对灵敏度分析方法选出66个白车身零件板厚作为轻量化设计变量,以白车身的总质量、扭转和弯曲刚度为优化目标函数,白车身的1阶弯曲和1阶扭转模态频率为约束条件,利用遗传优化算法对白车身进行了多目标轻量化优化。结果表明,轻量化后的白车身1阶扭转频率和1阶弯曲频率的变化均小于1%,虽然扭转刚度降低了4.5%,弯曲刚度降低了1.8%,但仍满足设计要求。而在不改变用材的情况下,白车身总质量降低了19.4kg,即减轻了6.4%,取得了明显的轻量化效果。     

A robust optimization for the frequency and decoupling ratio of a powertrain mounting system based on interval analysis

This paper presents a robust optimization method to decrease the variations in the performance of the designed system caused by the unavoidable manufacturing, installation or measurement errors of the design variables. Generally, it is difficult and costly to determine statistical information with sufficient precision for uncertain design variables; in this study, interval numbers are used to describe the uncertain design variables, and only the bounds of these variables are required. An improved interval truncation method is presented for estimating the variation ranges of the system performances. The robustness estimations of the system performances are incorporated into the optimization formulation to obtain the nominal design variables, which could make the system performances relatively robust; therefore, the design robustness is estimated and improved in the optimization iteration process. The robust optimization method is applied to a general powertrain mounting system (PMS) to improve the design robustness of the PMS decoupling layout and frequency allocation. The optimization results show that the robust optimization method could effectively increase the decoupling ratios in the interested vertical and pitch directions, and the frequency allocation is more robust than that obtained using the traditional deterministic optimization.     

Approximate Dynamic Shimmy Response of Pneumatic Tires*

An improved approximation of the theory of the dynamic frequency response of side force and aligning torque acting upon the rolling wheel when the latter is moved laterally and swivelled about the vertical axis, is presented. The method is particularly suitable for application in vibration problems of steering and suspension systems of automobiles and aircraft where relatively high speed and high frequency phenomena play a role. The theoretical results show satisfactory agreement with experimental data. Calculations indicate that the inertia of the tire decreases the tendency to shimmy at higher frequencies and speeds of travel. For castered wheels however, tire inertia may have an adverse effect due to its unfavorable influence upon the side force response to swivel motions.     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

Design Synthesis of a Vehicle Suspension System Using Multi-Parameter Qptimization

The transmission of road-generated vibrations into a vehicle body is treated as a source-path-receiver problem. The suspension system acts as the path, and improved isolation can be achieved by having a single compliant bushing at the connecting point of the shock absorber to the body with none at the other end. A mathematical model is derived for such a system which would enable detailed parameter investigation to be undertaken using the gradient method of optimization. An expression for the absolute displacement transmissibility of the body is derived and the optimization procedure is applied in order to evaluate the optimum values of the non-dimensional variables involved. This minimizes the maximum motion transmitted to the body from the road surface over a broad frequency range. Design data which are presented non-dimensionally for parameter variations show the influence of three variables: the bushing stiffness, the resonant frequency ratio and the damping coefficient upon the transmissibility.     

求解合理拱轴线的加权能量方法

通过构造一种基于拱轴线变形能的多参数拱轴线优化方法,以处理控制参数较少的函数曲线难以使拱轴线与压力线重合的问题。该方法以加权能量函数作为优化目标,运用样条曲线逼近主拱圈压力线,并建立主拱圈位移影响矩阵来计算主拱圈的位移调整量。加权能量方法将各个单元的弯曲变形能总和作为优化目标,通过给予每个位置的单元弯曲变形能不同的加权系数来达到调整拱轴线上各点的弯矩分布的目的。算例分析说明求解的拱轴线坐标是合理的,应用平均加权和高斯加权方法可有效减少主拱圈弯矩。     

汽车转向系统十字轴万向节传动优化设计

转向力是汽车操纵稳定性中一项重要的评价指标,其力矩波动直接影响驾驶感觉。文章对汽车转向轴的布置与力矩波动的关系进行了分析,并针对某车型转向系统的十字轴万向节结构进行优化设计。优化结果在matlab软件里仿真,得到较好的结果,波动力矩在允许的范围内。并得出最佳的中间轴相位角及轴系布置方案,对转向系统的优化设计有一定的参考价值,可作为实际车型开发中传动优化设计的技术依据。     

拱桥拱轴线的优化与选形

根据拱轴线优化的基本原理,以一条初始的拱轴线形及某种特定的荷载工况为基础,建立有限元模型,分析拱轴线各节点、单元间力学关系,通过有限元程序的迭代计算,求得在特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标;再利用曲线拟合的方法得到可应用于实际工程的各次抛物线形,并通过比较确定出结构的最合理拱轴线。最后,给出了两个详细的工程算例,算例结果表明文中所提出算法较好的减少了拱轴线与压力线的偏差,改善了拱圈的受力状态。     

汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化

以多工况下的柔度(静态)和振动固有频率(动态)为目标函数,对汽车悬架控制臂进行多目标拓扑优化。基于SIMP变密度的拓扑优化方法,将多级容差序列规划与折衷规划法相结合,首先进行自由振动工况下的频率优化,然后以此为基础进行静态工况下的柔度优化,最终得到了同时满足静态柔度最小和振动低阶频率最高要求的控制臂拓扑结构。     

利用Ansys实现拱轴系数m的优化设计

拱桥模型采用板单元模拟实腹段的自重,在Ansys用Qpdl参数化建立拱桥模型。在此模型基础上,使用一阶方法对拱桥的拱轴系数进行优化。通过实例验证了优化程序的正确和高效。     

发动机悬置支架模态提升与轻量化设计

发动机悬置支架是动力总成系统中的重要零部件,对于汽车的NVH性能有着重要影响。文章基于某款皮卡车的动力总成悬置车身端支架一阶模态频率不达标的问题,提出优化方案,通过拓扑优化对结构进行减重分析,优化后车身端悬置支架结构不仅模态频率达到了设计要求,还实现了该悬置支架的轻量化设计。计算结果表明了本分析优化方法的有效性,该研究对于车身端悬置支架及车身上其他零部件设计都具有一定的参考意义。