汽车底盘高效设计方案与开发工具构建

为提高汽车底盘开发对新能源汽车技术发展和市场导向的适配能力,基于多学科设计优化方法提出一种高效的汽车底盘产品优化设计方案。方案面向底盘开发多过程,以两个专用设计平台、6 个工具模块为载体,以综合开发工具的形式实现汽车概念开发阶段对动力学特性导向下底盘参数及特性影响的评估与优化,为提高产品设计效率、缩短开发周期、降低开发成本提供技术支持。     

遗传算法在五连杆悬架优化中的应用

针对五连杆悬架的特点，运用多体系统动力学的理论建立了悬架的运动学分析模型，基于遗传算法开发了优化器的核心单元，并解决了它们之间的通讯和协调问题以实现在车轮上下跳动过程中车轮外倾角的运动学特性变化量与目标值之间的偏差最小作为优化设计的目标，说明了遗传算法在五连杆悬架优化中的应用。应用这种优化体系对某型轿车五连杆悬架进行了实例优化分析。     

整合的虚拟产品开发技术应用研究

针对车辆这样复杂系统的开发工作,构建一个整合的虚拟产品开发技术框架,并成功地将其应用于某轻型客车的前悬架改型设计之中。本文建立了整车刚弹耦合动力学分析模型,采用动力学分析软件ADAMS对整车进行了动力学性能分析,确定了改型设计的实施方案,并输出了后续有限元分析工作所需的动载荷;利用数字化模型技术,依据原有的零部件模型,通过修改模型特定数字特征来完成零部件的改型设计;使用有限元分析软件NASTRAN对改型零部件的静、动强度进行了分析,提出改进方案,确保改型设计方案的可靠、可行。整合的方法有效综合了各种开发手段的优势,减少了重复设计时间,避免了在产品开发后期阶段的返工,并增强了物理样机与实际产品性能之间的相似性。     

五连杆非独立后悬架弹性转向特性

为研究五连杆非独立后悬架车辆的操纵稳定性,建立了含后轴弹性转向的线性三自由度操纵稳定性整车模型,运用频域法研究了后轴弹性转向对整车不足转向性能的影响.结果表明:左、右上拉杆的交点相对后轴中心的纵向位置及上拉杆衬套的刚度影响整车的不足转向特性.当上拉杆交点位于后轴之后1.65 m及上拉杆衬套的扭转刚度为1.5 kN.m/rad时,整车的不足转向特性较理想.试验与理论模型仿真结果趋势一致.     

目标分流法理论及其关键技术

介绍了目标分流法的理论及特点,探讨了目标分流法在汽车产品开发中应用的关键技术.归纳总结多学科可行法、单学科可行法、并行子空间法,以及协同优化法等多学科设计优化方法,指出各种方法的特点、适用对象.针对汽车开发问题的特点以及传统多学科设计优化方法对其局限性,提出采用目标分流法进行汽车开发中总体方案优化设计工作.介绍目标分流法的基本思想,给出一般形式的目标分流法公式,总结目标分流法的特点,并对其研究和发展方向进行展望,最后重点介绍目标分流法在汽车产品开发过程中应用的关键技术.     

基于整车路噪性能提升的轮胎优化设计

为提升整车路噪性能,本文中基于虚拟试车场技术和代理模型优化方法对轮胎参数进行了优化。通过集成试验场扫描所得路谱、CDTire轮胎模型和整车声固耦合模型,建立了整车路噪仿真环境。采用最优拉丁超立方采样、Kriging模型和多岛遗传算法构造了优化模型。以轮胎关键物理参数为设计变量,驾驶员外耳声压级均方根为优化目标,测点三向合成加速度均方根为约束,对轮胎进行优化。优化后在测点振动满足要求前提下,整车全频段噪声得到有效改善。     

电动汽车真空助力制动系统的计算研究

分析了电动汽车安装电动真空助力制动系统的必要性。对真空助力制动系统的性能进行了分析计算,设计了电动真空泵最小真空度的计算流程。以改装的某型电-电混合动力轻型客车为例,给出了完整的制动系统的计算参数。计算结果表明,当电动真空泵最小真空度为37.5 kPa时,可为制动系统提供满足设计要求的制动助力。整车初步试验表明,所匹配的电动真空泵参数合理。     

解析目标分流法在汽车多学科设计优化中的应用

在阐述分解协调策略和研究ATC方法计算流程基础上,利用基于二次罚函数的ATC方法对某发动机燃烧室进行多学科设计优化(MDO)研究.考虑几何和热力学两个学科,很好地解决了学科问复杂耦合带来的计算困难,计算结果与不分解优化的结果非常接近,验证了该方法在汽车设计中的有效性.同时研究了步长对优化结果的影响,发现随着步长加大,误差变大,计算成本变低.     

基于虚拟路面的整车路噪轮胎参数相关性研究

为了在设计阶段保证整车的NVH性能,通过搭建虚拟路面仿真平台探究轮胎关键物理参数对于整车路面振动噪声的影响规律。结合实车采集的试验场NVH路面PSD、高精度物理轮胎CDTire模型以及整车声固耦合模型,建立完整的整车路噪仿真环境。通过某款SUV的仿真结果表明,不同款轮胎及同款轮胎不同批次对整车路面振动噪声有直接的影响。虚拟路面方法可以在整车开发早期甄别出在车辆噪声中起主导作用的频率段,从而排查明显的NVH设计缺陷,同时,可以为车型NVH正向开发提供轮胎选型依据。     

考虑工程约束的发动机悬置支架拓扑优化

为了提高发动机悬置支架的结构性能和减轻质量,以发动机悬置在多工况下加权柔度最小化和频率最大化为目标,并考虑了工程约束条件,对支架结构进行多目标拓扑优化。根据优化结果设计出的新发动机悬置满足强度、耐久性和模态频率的要求,降低了开发风险,减少了实物试验,节约了开发成本。