汽车盘式制动器时变稳定性的分析与优化

为解决汽车盘式制动器在使用周期内的磨损导致可靠度降低,和产生制动噪声问题,提出一种汽车盘式制动器系统时变稳定性分析与优化方法。该方法引入随机过程参数来描述使用过程中存在磨损的制动器结构,构造含有随机参数和随机过程参数的制动器系统不确定参数化模型,以进行制动器使用过程中的稳定可靠性动态预测。在此基础上,针对制动器使用后期可靠性下降问题,运用时变可靠性分析理论、响应面技术和遗传算法,以复特征值阻尼比负值最小化为优化目标,对制动器系统时变稳定性进行优化,以保证使用周期内的可靠度满足要求。最后以某车浮钳制动器为例,采用本文方法有效预测了其时变稳定可靠性,并通过优化制动器支撑背板密度和厚度,有效提高了制动器使用后期的稳定可靠度。     

某汽车盘式制动器制动噪声分析

论文主要基于复特征值法,建立了某汽车盘式制动器制动噪声分析的有限元仿真模型,包括从频率、振型、负阻尼比、模态参与系数、模态应变能等仿真结果进行制动器制动噪声分析,为汽车盘式制动器系统的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）开发提供理论依据。结果表明,该汽车盘式制动器系统在8 337 Hz频率附近发生制动噪声的可能性最大,在8 337 Hz时复特征值实部为最大值45.5,负阻尼比为最小值–0.545 6%,Z方向的参与系数值最大,制动盘和制动块的应变能比值较大,且该不稳定模态主要是由于制动盘和制动块之间发生模态耦合引起的。     

基于区间数规划的汽车乘员约束系统不确定优化

文中基于区间数规划法研究了汽车乘员约束系统的不确定优化问题.首先,利用MADYMO软件建立了乘员约束系统的仿真模型,并通过试验验证.接着确定以加权伤害准则为目标,安全带刚度、安全带上挂点位置和限力器的撕裂力与撕裂伸长等为设计变量,座椅和膝盖挡板的刚度为不确定量,并基于区间数规划法将不确定优化问题转化为确定性优化问题.通过拉丁超立方试验设计,建立目标函数和约束函数的近似模型,再利用序列二次规划算法和遗传算法分别作为内外层的求解器进行优化.最终,获得乘员约束系统参数的近似最优解.     

桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正

为获得桥梁结构的基准状态，考虑测试和结构参数的不确定性，将区间分析、仿射算法引入响应面有限元模型修正方法中，建立了一种新的桥梁结构有限元不确定模型修正方法。在讨论结构特点及力学行为的基础上，选择了待修正结构参数和结构响应后，采用均匀试验设计方法获得试验样本，同时结合多样本的有限元分析，采用F检验法得到结构响应的显著性参数。基于有限元模型修正的响应面方法，构建结构的响应面替代模型后，引入区间分析算法的自然拓展，将响应面模型拓展为区间响应面函数，同时采用仿射算法解决区间分析的区间扩张问题，构建桥梁结构有限元模型的仿射-区间不确定修正方法，并采用遗传算法进行区间优化求解。另外，针对区间响应面有限元模型修正的具体需求，提出了区间响应面函数的两步验证方法。用斜拉桥振动台模型桥梁在不同工况下的测试模态参数和斜拉索索力，对其进行有限元模型的不确定修正，实现了实测响应与有限元计算响应间误差的最小化。区间响应面函数的两步验证证实了参数修正范围和结构响应的有效性和正确性，修正后结构纵向、横向、竖向的一阶，二阶频率以及索力的实测响应均在计算响应范围内。验证结果表明：所提有限元不确定模型修正方法，能有效实现桥梁结构有限元模型的修正。     

采用响应面法的汽车转向系统固有频率优化

提出一种基于响应面方法的汽车转向系统固有频率优化方法。以某微型车为例,该方法从建立汽车转向系统的有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方法,采用最小二乘法建立转向系统的二次响应面近似模型;在此基础上,以转向系统的1阶固有频率最大化为目标,总质量为约束,并通过灵敏度分析选取5个部件有限元模型壳单元壁厚为设计参数,建立优化模型。对转向系统进行优化的结果表明,采用该方法对汽车转向系统进行优化,能有效提高其1阶固有频率,减小转向系统质量,从而抑制转向系统的振动。     

盘式制动器制动尖叫噪音优化的研究

盘式制动器是一个复杂的非线性系统,基于有限元方法,对制动器总成进行制动尖叫优化分析.模型主要包括制动盘,摩擦片,制动钳和制动支架等.通过计算制动器总成的复域特征值,用负阻尼比和部件贡献率来预测制动尖叫噪音,CAE分析结果与整车测试结果一致.结果表明,有限元方法可以有效地优化制动尖叫噪音.     

车身结构耐撞性设计参数的全局灵敏度分析

为准确评估汽车碰撞等非线性问题中设计参数的敏感度,提出了基于响应面和Sobol法的全局灵敏度分析策略.以某款轿车车顶压溃为例,以车身上部零件为研究对象,应用多项式响应面建立设计变量与车顶强度的近似模型并开展灵敏度分析,甄别对车顶强度影响较大的关键变量.     

基于多维子平行六面体模型的可靠性分析方法及应用

针对汽车结构系统中不确定参数同时具有大不确定度和相关性的问题，开展了基于多维子平行六面体模型的可靠性分析方法及其应用研究。首先，通过划分多维平行六面体模型的边界区间提出了一种多维子平行六面体模型，并将其用于描述系统的大不确定度参数；然后，将1阶摄动法与多维子平行六面体模型相结合，提出了一种适用于处理系统参数同时具有大不确定度和相关性的非概率不确定性分析方法；接着，基于不确定性分析方法，建立了系统可靠性分析模型并进行可靠性分析研究；最后，以汽车声固耦合系统、盘式制动器系统和电动车动力总成悬置系统为研究对象开展算例分析，分析了系统响应的不确定性和可靠性，验证了方法的有效性。相关分析结果表明：所提出的方法可有效地处理汽车结构不确定参数同时具有大不确定度和相关性的问题，并具有较高的计算精度和效率。     

基于近似模型的车辆操纵稳定性及平顺性的优化研究

简述了基于近似模型的车辆操纵稳定性及平顺性的优化设计方法.利用多体动力学软件ADAMS/Car建立了某轿车整车多体动力学模型,并确定了车辆操纵稳定性及平顺性的评价目标.以悬架弹簧刚度、减振器阻尼特性和横向稳定杆刚度为设计变量,利用近似优化数学模型对该轿车进行了操纵稳定性和行驶平顺性的多目标优化计算.结果表明,近似模型技术对于汽车性能的平衡优化是一种十分有效的方法.     

基于响应面法的转向驱动桥空心半轴轻量化优化设计

提出了一种基于数值优化与有限元模拟相结合的汽车转向驱动桥空心半轴轻量化设计方法。以半轴各段的壁厚、长度和过渡角为设计变量,半轴质量最小化为优化目标,2阶约束模态频率和半轴花键末端圆角过渡处等效应力为约束条件,建立了半轴轻量优化模型。利用正交试验设计得到10个设计变量和3个水平的数值模拟试验组合。采用最小二乘法建立了响应面近似模型,并利用序列二次规划算法对模型进行了迭代优化。结果表明:轻量化优化后的变径全空心半轴质量比初始设计减少约16.7g,半轴2阶约束模态频率增加约0.6Hz,且半轴花键末端圆角过渡处和最小轴径处的等效应力值均低于半轴材料的抗扭强度。