多目标遗传算法在车身动态性能优化中的应用

建立了某SUV白车身有限元模型,对车身静态刚度和模态分布进行优化,改善了白车身的振动性能。通过灵敏度分析筛选白车身关键部件的厚度并将其作为优化变量,以车身的扭转刚度和质量作为目标,建立其径向基函数模型,将静态刚度、车身1阶扭转和1阶弯曲模态频率作为约束条件,并利用多目标遗传算法对车身性能进行优化。试制了优化后白车身关键部件,并进行模态试验,验证了优化结果的正确性。优化后在总质量增加0.55%的情况下,提升了车身整体刚度,改善了模态频率分布,后排左、右侧座椅安装点的传递函数峰值分别下降了47.50%和49.37%,极大地改善了车身振动性能,为整车NVH性能的提升打下良好基础。     

白车身模态与静刚度关联性的研究——扭转

在乘用车整车NVH（噪声、振动与声振粗糙度）性能的开发过程中,白车身的弹性体模态与静刚度是衡量车身结构特性的两个重要指标。文中阐明了白车身模态与其扭转刚度的关系,以某小型乘用车白车身为例,通过模态试验数据计算得出各主要模态所对应的白车身扭转柔度、扭转柔度贡献度,进而得到其扭转刚度,并与刚度试验结果对比,验证了白车身模态与扭转刚度的数学关联性,为新车型开发阶段综合控制车身重量、优化模态分布和扭转刚度提供参考。     

基于DOE的汽车白车身结构优化

运用HyperMesh软件建立了白车身的有限元模型,从模态分析、静态扭转刚度和静态弯曲刚度三个方面考察其NVH特性;根据试验设计的方法,对白车身轻量化进行极差分析、方差分析和显著性分析,获得最优的试验方案。结果表明,与原有设计方案相比,优化方案降低了白车身重量,提高了白车身的刚度和一阶扭转频率,这为白车身轻量化提供了借鉴。     

基于扭转模态的某白车身结构分析与优化

白车身扭转模态是评价白车身性能的重要指标,是控制汽车NVH性能的关键指标。文章采用CAE仿真分析方法,在项目初期对白车身扭转模态进行计算,通过对振型的分析,查找出导致白车身扭转模态偏低的主要原因是全景天窗开口大,结构薄弱。通过对全景天窗骨架结构刚度的优化,提升了白车身扭转模态。     

骨架式轿车车身有限元分析

传统轿车开发需要大量模具支持,开发周期长,费用高.文章对某骨架式轿车车身进行了有限元分析,计算了该车在弯曲、扭转、转弯及制动4种工况下的应力及变形,并进行了模态特性分析.分析结果表明,该骨架式轿车车身满足强度和刚度的要求,振动频率不在轿车的频率范围内,不会发生共振;整车前悬架的承载质量较大,使得前悬架部位应力值较高,同时,车身的后部局部刚度偏大,指出此分析结果可以为该车车身的改进设计提供理论依据.     

基于刚度和模态性能的轿车车身轻量化研究

以某型轿车为例,建立车身的有限元模型,应用以灵敏度分析为基础的修正可行方向优化算法,在保证车身刚度和模态性能不降低的前提下,以车身结构质量的最小化为目标,优化车身零件的厚度,从而实现车身结构的轻量化,车身减轻的质量为原来的6.22%,车身结构的弯曲和扭转刚度也都获得不同程度的提高,主要模态频率变化在1Hz以内。     

基于隐式参数化的车身概念开发

以某新车型研发为契机,运用"分析驱动设计"进行概念阶段的车身开发。基于参数化技术构建白车身和覆盖件的全参模型,通过模态和刚度仿真评估车辆的NVH性能,并基于模态和刚度进行厚度灵敏度分析;同时,通过与同级别车型前/后悬架、动力总成等有限元模型进行耦合,进行了整车碰撞仿真,以评估其耐撞性能,在早期阶段快速获得整车综合性能,缩短满足结构刚度、NVH性能、耐撞性和轻量化等要求的车身结构的开发周期。     

基于Morph网格变形方法的白车身模态优化

白车身模态是影响汽车振动噪声性能优劣的重要因素,在车身CAE仿真设计阶段,白车身模态频率是最为重要的优化指标.以白车身前端横摆模态性能优化为例,通过灵敏度分析确定关键结构位置,利用Morph网格变形方法将关键结构的截面参数化,采用序列二次规划算法进行数值迭代优化;经过12步迭代,白车身前端横摆模态频率提升3.06 Hz,同时1阶弯曲模态、1阶扭转模态和白车身重量3个响应得到了有效的约束控制;结果表明,该方法可以对白车身模态性能实现高效、有针对性的优化设计.     

基于NVH性能的电动汽车车身模态匹配与优化

为了减小车内噪声,提高电动汽车的NVH性能,文章应用车身模态匹配策略和流程,制定了模态频率规划表,利用有限元分析软件Hypermesh和求解器Nastran软件,对车身进行了模态分析与匹配,并对车身各部件的模态参数进行了灵敏度分析和优化。通过仿真验算和试验得到了较好效果,证明了分析方法的可行性。为电动汽车的NVH研发工作提供了参考。     

基于灵敏度分析的轿车车身质量优化研究

以某型轿车为例,建立车身有限元分析模型,对模型进行了试验验证。综合考虑零件厚度对车身质量与刚度的影响,利用灵敏度分析方法确定优化设计变量。以白车身质量最小为目标函数,在保证车身刚度和模态性能的前提下,进行车身质量优化。在车身质量减轻了6.25%的同时,车身刚度和主要模态频率也获得了不同程度的提高。     

客车轮胎建模和对侧倾稳定性的影响研究

客车轮胎与客车整车的侧倾稳定性有密切联系,ADAMS是典型的动力学虚拟样机仿真软件。介绍了在ADAMS中建立非线性轮胎的方法,在ADAMS中建立客车整车模型,通过改变整车模型中轮胎的刚度和阻尼,研究客车轮胎对整车侧倾稳定性的影响,从而为设计出符合性能要求的客车轮胎提供一定的理论依据。     

面向C-NCAP的轿车乘员约束系统性能改进研究

以C-NCAP评价为目标,利用MADYMO仿真技术对某乘用车乘员约束系统进行改进,并通过实车碰撞试验验证改进方案的效果.仿真与试验的结果表明,改进方案显著提高约束系统的性能,增强了其在碰撞过程中对乘员的保护效果.     

混合动力电动汽车性能试验与仿真

混合动力汽车因其兼有电动车的低排放优点与内燃机汽车的高比能量优点而越来越受到关注，成为竞相研发的新型车辆之一，本通过在一款富康款车上并用混合动力的实例，对汽车的各项性能指标与能量消耗的各项试验数据与车辆仿真程序计算结果进行了详细的分析，提出了锂电池混合动力电动汽车在中国城市内运行的可能性。     

Possibilities to improve the ride and handling performance of delivery trucks by modern mechatronic systems

The ride and handling qualities of conventional delivery trucks are wores compared to modern passenger cars. However this vehicles have the power to drive as fast as passenger cars. Vehicle comfort and driving safety are mostly influenced by vertical accelerations and vehicle movements caused by pitch and roll motions. In the paper “Vehicle Dynamics with Adaptive or Semi-Active Suspension Systems – Demands on Software and Hardware” Wallentowitz and Ridlich have shown at AVEC'94 in which way tyre stiffness, shock absorber characteristics, spring stiffness and unsprung mass have an influence on vehicle comfort and active safety. They achieved these results by the theoretical analysis of a quarter-vehicle-model. Their examinations are extended in this paper on the model of a complete delivery truck. By the use of the multibody-simulation tool SIMPACK the road performance of a delivery truck will be analysed. Therefore a complex model of the vehicle has been built up in SIMPACK. Several computer simulations have been carried out to analyse the vehicle comfort and handling characteristics in different standard driving manoeuvres.Furthermore, the potential of improvements is shown by simulating different driving manoeuvres with the complete vehicle model by varying some vehicle characteristics such as tyre stiffness, shock absorber characteristics, spring stiffness and unsprung mass.In addition to that, simulations with models of unconventional spring- and damper-systems have been carried out to demonstrate the potential of improvements by the use of these systems. Two different controller algorithms for a semiactive and an active suspension system have been used an will be compared in this paper.     

Automotive Stability and Handling Dynamics in Cornering and Braking Maneuvers

SUMMARY

Automotive steering behaviour is classified for steady-state cornering and the definitions of over-/understeer and stability/instability are well known. In this paper it is intended to apply these definitions to combined cornering and braking maneuvers i.e. to extend the criteria to quasi-steady-state conditions. This way of investigation was chosen because it gives a clear idea of the typical handling behaviour. Furthermore, the vehicle behaviour is analyzed using the cornering stiffness of the axles and front/rear cornering stiffness ratio because this is always of primary significance. The following contribution is based on a theoretical analysis considering the most important non-linear vehicle properties.

The paper deals with two groups of vehicles: single vehicles (passenger cars) and combinations (passenger car/caravan and tractor/semitrailer). In the case of combinations the effect of trailers on the towing vehicles is examined. So, careful attention is paid to the coupling forces, which alter the wheel loads and influence steerability and stability.     

某车型侧围异常振动分析与改善

针对某车型在侧滑门关闭和行驶过程中,车身侧围振动明显过大的现象进行试验和CAE分析.找到了侧围振动过大的根源,并采取相应改进措施,将振动幅值降低到了主观评价可以接受的水平.     

基于发动机悬置动刚度分析的车内降噪研究

某微型客车在行驶过程中发动机高转速时驾驶室产生共鸣声,车身有严重的振动现象。NVH测试结果显示发动机右悬置支架Z向动刚度偏低。采用有限元分析方法对发动机右悬置进行动刚度分析,基于动力总成悬置系统刚度匹配原则和结构参数敏感性分析,并考虑装配及焊接工艺等因素,提出一个较为合理的改进方案。改进方案装车后NVH测试结果表明车内噪声明显降低,发动机转速为3 315 r/min时降了4.3 dB,3 671 r/min时降了10 dB,3 860r/min时降了4.5 dB,车身振动主观感觉亦有明显减弱。     

新型电控机械制动系统制动效能分析

在建立了汽车制动过程的动态分析模型、传统的液压制动器模型和新型的电控机械制动器模型基础上,通过计算机仿真对比分析了它们的制动效能。研究结果表明新型电控机械制动器比传统液压制动器具有响应速度快、制动效能高等优点。     

高速公路运输量研究

提出了高速公路运输量的统计方法,并以南京—上海高速公路为例,首次统计了中国高速公路的客运量、货运量、客运周转量、货运周转量以及客、货运输密度。研究表明:在南京—上海通道内,高速公路和铁路起着同样的关键作用;货运方面,高速公路和铁路运送货物价值相差很大,两者是互补性的,客运方面,高速公路客运量中个性化出行与铁路是互补性的,而群体性出行与铁路是替代性的。对高速公路上运行的车辆状况进行了分析,指出货运量主要是由四轴的半挂列车和两轴的单车完成的。客运中个性化出行的乘客占40%,车数占88%。     

基于多体系统动力学的微型客车操纵稳定性DOE优化设计

利用多体系统动力学软件ADAMS建立了某微型客车动力学模型,并应用该模型对整车操纵稳定性进行了仿真分析.结合仿真数据利用ADAMS/Insight模块对前、后悬架系统中的刚度和阻尼进行了正交DOE优化,通过对优化结果的分析提出前、后悬架系统刚度值和阻尼值的3组合理匹配组合,最后通过3种组合在试验样车上的主观评价结果确定了前、后悬架刚度值和阻尼值.