基于响应面方法的驾驶员乘坐舒适性优化

对响应面方法和汽车驾驶员乘坐舒适性模型进行一定的理论分析,根据关节强度模型,推导出以关节点坐标为设计参数的乘坐舒适性优化模型,然后应用响应面方法对乘坐舒适性模型进行优化,得出优化后的关节点相对坐标,应用物理样机进行试验验证,结果表明此方法显著提高了汽车驾驶员的乘坐舒适性。     

基于振动频率的响应面模型修正稳健估计法

合理的结构有限元模型是进行结构评估的重要基础.为解决基于响应面法的有限元模型修正存在的多项式阶次选取规则不明和修正结果容易受优化目标质量影响的问题,以某斜拉桥为例,采用基于响应面的有限元模型修正方法,分析了多项式阶次与响应面精度、计算量之间的关系.将稳健估计法引入响应面优化求解过程,提高了基于响应面的模型修正的可靠性....     

基于响应面法的沥青路面大修结构优化研究

为了提高沥青路面结构大修的经济性能,以沥青路面大修结构厚度、模量为设计参数,路面结构疲劳损坏的弯沉和最大拉应力作为约束条件,同时引入车辙指标,建立了基于响应面法的路面大修结构全寿命周期费用优化模型。该模型根据Plackett-Burman筛选原理进行实验组合设计,借助二阶响应面模型拟合计算结果,得到在寿命周期下费用最低时的大修结构组合,并检验了响应面的拟合精度。     

基于DOE方法的新型特种挂车车架优化设计

以DOE方法对国内某新型特种挂车车架进行轻量化设计,针对此挂车特殊的行驶工况,在Hyperworks中对车架进行强度与模态分析。对特种连挂牵引工况应力不满足要求的现象利用试验设计分析车架各部分板厚对车架性能的影响,选择影响较大的板厚作为设计变量,通过哈默斯雷样本试验建立较高精度的响应面近似模型,以最小化质量为目标,各行驶工况许用应力为约束,基于自适应响应面优化算法对车架进行轻量化设计,最终减重0.27%,具有较好的轻量化效果。     

内燃机非稳定工况曲轴扭振计算程序研发

非稳定工况下作用于内燃机曲轴的激扰力矩不具周期性,因此常规计算稳定工况(采用周期性激扰力矩)内燃曲轴扭振响应的方法和程序难以适用。在现有内燃机曲轴扭振计算分析软件TVCA及数据库基础上,采用经典非周期激扰力矩计算方法,开发了用于计算非稳定工况曲轴扭振响应的程序,并进行了验证和应用。     

基于响应面法的连续刚构桥结构优化设计

为了获得连续刚构桥的最优结构设计参数,综合考虑桥梁的力学性能和经济性,以响应面方法为工具,提出了一种考虑各设计参数之间相互影响的桥梁结构优化设计方法。目标函数综合考虑了结构的弯曲应变能和混凝土用量,采用拉丁超立方试验设计,建立了结构参数与目标函数的响应面模型,并用粒子群算法寻找最优解。以一座三跨预应力连续刚构桥为例,进行了结构优化设计,使目标函数值相对于优化前减少了13.6%。研究表明:基于响应面法的桥梁结构优化设计方法,优化效率高,优化结果精确。     

一种平台化小偏置碰撞结构优化设计方法

基于避能结构设计理念,设计了以环形吸能结构(Energy Absorbing Ring)为代表的传力吸能结构,通过对某SUV进行碰撞区域划分,设计正交试验,利用仿真计算结果建立了高精度响应面模型,得到不同碰撞区域的传力分布及吸能匹配的优化方案,并进行正面碰撞工况仿真验证。结合平台化开发特征,对与该SUV同平台的MPV车型进行了结构改进,获得了满足目标要求的仿真结果,利用响应面模型获得的车体结构变形与实际仿真结果误差为11%,验证了响应面模型的准确性。基于以上优化过程,总结获得了一种"控制不同碰撞区域传力吸能"的平台化小偏置碰撞结构优化设计方法及流程。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。     

面向桥梁工程的响应面技术在有限元模型修正中的应用探讨

以某一桥梁模型为对象,基于响应面模型的损伤识别法对桥梁结构的模型进行优化求解,采用D最优设计进行桥梁结构模型修正,选择时域和频域特征参数作为拟合响应面输出。利用design expert 8.0软件进行方差分析,对参数进行显著性检验,剔除样无关变量,对剩余参数进行回归分析拟合二次多项式响应模型。研究结果表明:通过响应面技术对初始有限元模型进行修正,对比修正值与实测值的频率取值与实测值趋于一致,频率相对误差值在1%以内,挠度修正误差在2%以内,修正精度满足实际使用要求。     

考虑材料变形路径及应变率的车身前端吸能结构优化

为了研究不同厚度及强度的高强度钢板对车辆正面碰撞性能的影响,以车身前端主要吸能结构的比吸能最大化为目标,构件的材料和厚度为设计变量,并考虑材料的变形路径和应变率效应,通过试验设计、近似模型与自适应响应面法相结合进行优化,得到了高强度钢板最优的匹配方案.优化后降低了车辆加速度和制动踏板侵入量等乘员伤害指标,提高了车体结构的耐撞性.本研究同时验证了基于自适应响应面法进行优化的可行性.     

错拐技术对内燃机内部激励力的影响研究

研究了对采用错拐技术的内燃机进行惯性力系平衡分析的通用方法,推导并建立了任意缸排夹角和任意错拐角条件下的V6机型惯性力系分析公式,分析得到了90°V6内燃机错拐30°后其惯性力系的平衡特性。针对某V6柴油机,对比分析了该柴油机采用错拐技术前后倾覆力矩及惯性力系的变化情况,结果表明,错拐曲轴平衡技术可有效抑制内燃机内部的激励载荷,是改善内燃机振动、噪声特性极为有效的技术措施之一。     

大功率多缸柴油机曲轴疲劳强度评估方法

以某型大功率柴油机作为研究对象,采用ADAMS/Engine建立了多缸柴油机曲柄连杆机构多体动力学模型,计算得到了曲轴的工作载荷.通过建立曲轴的整体三维有限元模型,将主轴承对主轴颈的支撑边界定义为接触对以模拟实际的约束状态,并将动力学计算所得一个周期内的曲柄销载荷历程曲线离散为16个载荷点,并按照发火次序,组合得到了16个载荷工况以模拟曲轴上的交变载荷,载荷的施加采用函数分布的形式模拟滑动轴承的压力分布,通过非线性有限元分析得到曲轴的应力应变结果.在此基础上,利用曲轴材料性能数据绘制了曲轴Goodman疲劳强度曲线,自编后处理分析程序得到了曲轴上所有节点的疲劳强度安全系数.结果表明:材料为42CrMo的整体曲轴满足结构疲劳强度要求,油孔处和过渡圆角处的疲劳强度安全系数相对较小,采用Goodman疲劳曲线计算的最小疲劳强度安全系数为5.04.分析结果与曲轴实际失效位置一致.     

现代轿车发动机主要零部件设计计算方法

详细介绍了利用现代设计方法对某一现代轿车发动机的各主要零部件进行设计与计算的过程 ,其中包括一维非定常流动有限体积法的热力工作过程模拟、运动学与动力学计算、曲线平衡性能计算、轴系扭转振动计算 ,并对各计算结果进行了分析。     

基于有限元的内燃机曲轴疲劳强度分析

内燃机曲轴轴颈的过渡圆角处是应力高度集中部位,是疲劳裂纹的最先形成位置,因此曲轴圆角是曲轴设计时需要重点关注的部位。文章采用NASTRAN软件对某发动机缸体进行模态缩减,利用EXCITE-PU软件进行动力学分析,再通过N-soft软件进行圆角的疲劳安全系数分析。结果表明,通过增加圆角半径的方式可以解决曲轴的断裂问题。     

某型发动机曲轴仿真设计与测试研究

为提高曲轴样机的工程设计能力,利用AMESim软件搭建发动机性能测试模型,得到发动机主动转矩周期变化曲线,在ADINA有限元软件中将周期性主动转矩动态加载到各个曲柄销,得到曲轴的应力云图和最大应力,计算六阶自由模态,最低固有频率在激励频率之外,满足避开共振设计要求。在发动机台架上完成整机1000小时混合负荷试验和300小时冷热冲击试验。结果表明,各轴颈的磨损量均小于1mm,未出现明显形变和裂纹、轴颈表面无胶合和塑性变形等失效形式。     

基于子模型方法的曲轴强度分析

发动机曲轴的破坏形式主要为圆角部位的疲劳失效,为减小计算规模,提高分析效率,文章对某直列4缸发动机曲轴系建立多体动力学模型,计算曲轴的动态载荷谱,使用圆角子模型完成曲轴强度分析。计算表明,曲轴最薄弱部位于第8曲柄臂相连的曲柄销圆角,其疲劳安全系数为1．471。采用圆角子模型方法可以快速高效完成发动机曲轴的强度计算.     

基于整体模型的发动机主轴承壁强度分析

对采用局部模型进行发动机主轴承壁强度分析的不足进行了研究,提出了包含完整机体与主轴承盖的整体模型的分析方法。针对某直列4缸柴油机,根据标定转速与最大转速2个工况下主轴承载荷曲线选取曲轴危险转角,以危险转角下主轴瓦的油膜压力与燃烧压力作为工作载荷,进行了基于整体模型的主轴承壁强度分析。结果表明,整体模型法能够更真实地反映主轴承壁的受力情况,提高了计算精度。     

利用A/T模型分析整车怠速振动性能

利用整车有限元模型计算出发动机曲轴转矩到驾驶员座椅和转向盘的加速度的传递函数,同时通过试验测量出发动机怠速时的输出转矩,因此,利用A/T模型可在汽车开发的前期较好地预测并控制整车怠速振动.最后以分析实例和试验验证了该方法在整车性能设计中的适用性和准确性.     

内燃机曲轴扭转振动测试技术的发展

在分析内燃机曲轴扭转振动的几种测量方法原理及其系统结构特点的基础上，开发研究了采用ＰＣ机对曲轴扭振进行测量的新的数字化方法，并介绍了该方法的工作原理及测量结果。结果表明，采用角标器利用微机技术对曲轴进行数字化测量的系统，克服了以往扭振测量方法的缺点，可直接对扭转角进行测量，精度高，线路简单，由于采用并行数据接口，可提高测量的实时性。