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悬挂式有轨制导车辆车体多目标参数优化设计
陈思;李成群
【期刊名称】《装备机械》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】为提高悬挂式有轨制导车辆车体的力学性能和尺寸结构的合理性,应用CREO软件和ANSYS软件对悬挂式有轨制导车辆车体进行建模仿真,通过静力分析、模态分析、灵敏度分析、响应面分析对悬挂式有轨制导车辆车体进行多目标参数优化设计,同时使悬挂式有轨制导车辆车体的结构更加合理和稳定。
在优化设计中,以
悬挂式有轨制导车辆车体的三个关键尺寸为输入变量,在满足强度、刚度要求的前
提下,最终获得合理的优化设计方案。
优化设计后,悬挂式有轨制导车辆车体质量减
小11.53%,最大等效应力增大至12.21 MPa,且远低于材料的屈服极限,满足强度、刚度要求。
通过多目标参数优化设计,显著提高了悬挂式有轨制导车辆在搬运作业
时的可靠性。
【总页数】7页(P1-6)
【作者】陈思;李成群
【作者单位】华北理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH22
【相关文献】
1.悬挂式单轨车辆悬挂参数优化研究
2.悬挂式单轨车辆车体强度评估工况分析
3.悬挂式单轨车辆车体强度评估工况分析
4.考虑弹性车体的轨道车辆转向架悬挂参数多目标优化设计
5.基于田口稳健设计的跨座式单轨车辆悬挂系统多参数优化
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轿车悬架控制臂参数化建模及轻量化多目标优化设计车辆悬架是车辆重要的组成部分之一，直接关系到车辆的行驶性能和舒适性。
悬架控制臂作为悬架系统的重要部件，其参数设计对车辆的转向稳定性、抗疲劳能力、通过性等方面有着很大影响。
为了提高轿车的性能与可靠性，轿车悬架控制臂的参数化建模和轻量化多目标优化设计是必不可少的步骤。
首先，对于轿车悬架控制臂参数化建模，可以采用CAD建模软件进行完成。
具体的建模过程包括坐标系的设定、几何图形的建立及参数的提取等。
在建模时需考虑到悬架控制臂的结构特点以及设计要求，以确保建模结果准确可靠。
其次，针对轿车悬架控制臂的轻量化优化设计，可以采用拓扑优化技术。
具体做法是在前提满足轿车行驶稳定性的基础上，利用有限元分析软件对悬架控制臂进行力学仿真分析，获得载荷作用下的最大应力集中区域。
然后，设置拓扑域和拓扑分区，减少结构材料的使用量，同时保证结构刚度和强度要求。
最后再基于多目标优化理论，考虑在轿车悬架控制臂轻量化的基础上进一步优化转向稳定性和驾驶舒适性等方面的性能。
最后，轿车悬架控制臂参数化建模与轻量化多目标优化设计的实施，可以达到节省材料、减轻车重、提升性能和降低油耗等多重优势。
同时还可以有效控制车辆成本，提高车辆的市场竞争力。
因此，在轿车悬架系统的设计中，参数化建模与轻量化多目标优化设计的应用越来越受到车辆制造业和悬架系统制造公司的重视和推广。
在进行轿车悬架控制臂参数化建模和轻量化多目标优化设计时，还需要考虑一些关键因素。
首先需要考虑的是材料选择与性能设计。
轿车悬架控制臂所使用的材料不仅需要满足强度、刚度等基本要求，同时还需考虑其重量、成本等因素。
因此，在进行参数化建模和轻量化多目标优化设计时，需要根据材料的特性和特点进行合理的材料选择。
其次，在选定适当的材料后，需要进一步考虑材料的加工工艺以及成本等方面的因素。
针对这些因素，需要通过多方面的分析，优化材料性能与成本，以达到最优的效果。
基于多目标优化的汽车底盘车架设计汽车底盘车架是汽车的骨架，具有承载车身重量、支撑车辆传动系统和悬挂系统等重要功能。
在汽车设计过程中，车架的优化设计对于提高车辆性能、降低燃油消耗和改善乘坐舒适度至关重要。
基于多目标优化的汽车底盘车架设计方法能够在不同目标之间找到最佳的平衡点，为汽车的研发和制造提供了有力的支持。
多目标优化方法允许在设计过程中考虑多个不同但相关的目标，并通过权衡不同目标之间的利益来获得最佳解决方案。
对于汽车底盘车架设计来说，常见的目标包括结构强度、重量和刚度等。
在实际设计中，这些目标之间往往存在矛盾关系，例如增加结构强度可能会导致增加车架的重量，从而影响燃油经济性和悬挂系统的性能。
为了解决这些矛盾，基于多目标优化的汽车底盘车架设计方法提供了一种有效的设计策略。
首先，通过建立适当的数学模型来描述车架的性能指标，如结构强度、重量和刚度等。
然后，利用现代优化算法，如遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等，对车架进行优化设计，以寻求最佳的设计参数组合。
在多目标优化设计中，一个关键的步骤是制定适当的设计变量和约束条件。
对于汽车底盘车架来说，设计变量可以包括材料类型、截面形状、连接方式等。
约束条件可以包括结构强度、刚度、自然频率等。
通过调整设计变量和约束条件，优化算法能够在设计空间中搜索最佳解。
另一个重要的考虑因素是对不同目标的权重设置。
在汽车底盘车架设计中，不同的目标对于车辆性能和成本等方面有不同的影响。
例如，强度和刚度可能对车辆安全性和乘坐舒适度至关重要，而重量和成本则会直接影响汽车的燃油经济性和销售价格。
通过设置不同的目标权重，优化算法可以生成在不同目标之间找到最佳平衡点的解。
多目标优化的汽车底盘车架设计方法具有许多优点。
首先，它可以提供多种解决方案，使设计师能够在不同的设计空间中选择最佳方案。
其次，它可以显著提高车辆性能和综合效益。
通过优化设计，可以提高车架的结构强度和刚度，减轻车身重量，降低燃油消耗，提高行驶稳定性和乘坐舒适度。
基于NCGA的悬架硬点多目标优化
李秋悦
【期刊名称】《汽车实用技术》
【年(卷),期】2024(49)3
【摘要】为了有效且快速地选择悬架硬点坐标参数,以便提高车辆的操纵稳定性,文章采用响应面法和邻域培植遗传算法(NCGA)对某悬架系统进行了优化设计。
首先构建了某微车麦弗逊悬架系统的动力学仿真模型,并对其悬架硬点坐标进行灵敏度分析,以便找出灵敏度较高的坐标参数;然后,根据响应面方法建立了定位参数与所选坐标参数之间的近似数学模型,并对此模型进行了精度验证,将定位参数进行合理分组并采用直接加权法建立统一目标函数;最后结合NCGA对所建立的目标函数进行了优化设计。
结果表明,优化后各定位参数变化量均有不同程度的减小,从而进一步提高了车辆行驶时的操纵稳定性,验证了所采用的方法具有一定的有效性。
【总页数】5页(P64-68)
【作者】李秋悦
【作者单位】康明斯东亚研发有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U462.3
【相关文献】
1.悬架导向机构硬点灵敏度分析及多目标优化设计
2.基于NSGA-II算法的悬架结构硬点多目标优化
3.基于NSGA-Ⅱ的双横臂悬架硬点多目标优化
4.基于区间分析的悬架硬点不确定性多目标优化
5.摩托车多连杆后悬架硬点的多目标优化
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基于改进多目标粒子群算法的商用车悬架系统优化范政武;王铁;王永红;石晋宏【摘要】为改善商用车辆的平顺性、安全性并减小轮胎动载对路面的破坏,以某6x4牵引列车为研究对象,建立12自由度振动力学模型.以车辆平顺性和轮胎动载为优化目标,选择前后悬架弹簧刚度、减振器阻尼系数为优化参数,设计了一种基于改进多目标粒子群优化算法MDPL-MOPSO的悬架系统多目标优化策略.悬架系统优化前后的结果对比表明,提出的改进多目标粒子群优化策略在改善车辆平顺性的同时,兼顾了轮胎动载对路面的损坏,具有较好的优化效果,对重型商用车在开发阶段平顺性和安全性优化评估具有一定的指导意义.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)015【总页数】9页(P216-224)【关键词】商用车;平顺性;轮胎动载荷;悬架系统;多目标优化;粒子群【作者】范政武;王铁;王永红;石晋宏【作者单位】太原理工大学车辆工程系,太原030024;太原理工大学车辆工程系,太原030024;山西大运汽车制造有限公司,山西运城044000;太原理工大学车辆工程系,太原030024【正文语种】中文【中图分类】U461.4车辆的动态行为是决定车辆操纵性能和乘坐舒适性的决定性因素。
同时，它还影响施加到道路和车桥的动态载荷，这可能导致对路面的快速损坏和底盘部件的早期故障。
然而，车辆悬架系统参数的确定通常在主要目标之间冲突：乘坐舒适性，操纵性和低动态载荷。
人们在车辆悬架系统参数优化方面作了大量的研究。
Els等[1] 应用dynamic-Q算法优化车辆的操纵性和舒适性。
Gonçalves 等[2]应用柔性多体动力学对公路车辆悬架系统优化，改善其舒适性。
Yang等[3] 基于多体系统动力学对车辆平顺性进行研究。
以上文献通过加权等方式把多目标优化转化为单目标优化, 然后用数学规划的方法来求解, 每次只能得到一种权值情况下的最优解。
近年来，多目标优化算法在车辆悬架系统优化中得到广泛的应用。
汽车动力总成悬置支架的多目标拓扑优化张兰春;赵清海;张洪信;陈潇凯;张铁柱【摘要】汽车动力总成悬置支架设计是一个静动态多性能指标的优化过程.为克服单目标拓扑优化的局限性,以静态多工况下刚度和动态特征值为性能指标,采用折衷规划法定义目标函数,构建多目标连续体结构拓扑优化数学模型,进行悬置支架多目标拓扑优化.依据拓扑优化结果并考虑制造工艺性等要求,对悬置支架进行详细设计.最后对支架设计模型进行强度校核、模态仿真分析和耐久性试验验证,结果表明,采用所提出的方法进行悬置支架的概念设计可行且有效.%The design of an automotive engine mount bracket is an optimization process of static and dynam-ic multi-performance indicators. In order to overcome the limitation of single objective topology optimization, a math-ematical model for multi-objective topology optimization of continuum structure is constructed first with static stiffness in multi-conditions and dynamic eigenvalues as performance indicators to define objective function by compromise programming, and a multi-objective topology optimization for engine mount bracket is conducted. Then according to the results of topology optimization with consideration of manufacturing process requirements, the detailed design of engine mount bracket is performed. Finally, strength check, modal analysis and durability test verification are car-ried out. The results demonstrate that the method adopted is feasible and effective for the concept design of engine mount bracket.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】5页(P551-555)【关键词】发动机悬置支架;拓扑优化;多目标优化;折衷规划法【作者】张兰春;赵清海;张洪信;陈潇凯;张铁柱【作者单位】江苏理工学院汽车与交通工程学院,常州 213001;青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心,青岛 266071;青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心,青岛 266071;北京理工大学机械与车辆学院,北京电动车辆协同创新中心,北京100081;青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心,青岛 266071【正文语种】中文汽车动力总成悬置支架是动力悬置系统的重要安全件和功能件。
车辆工程技术39车辆技术汽车悬架振动系统的多目标优化设计王耀珑（徐州徐工汽车制造有限公司,江苏 徐州 221100）摘 要：本文首先分析了多目标优化方法，接下来对悬架模型建立及仿真进行分析，最后对遗传算法的多目标优化作具体阐述，同时介绍了多目标优化方案，希望给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：汽车；悬架振动系统；多目标；优化；设计0 引言 现在人们越来越重视汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性，而悬架对汽车的平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性等具有较大影响，因此对悬架系统优化设计至关重要。
运用仿真手段对平顺性和操稳性进行优化，国内外在这方面已经开展了不少研究。
1 多目标优化方法简介 在实际工程中,优化问题多数属于多目标问题。
自上世纪70年代,多目标优化的问题在国际上就引起了广泛的关注,并迅速发展为一门新兴的学科。
多学科综合优化设计方法是专门针对大型复杂系统而开发出来的一套优化设计方法。
它通过对大型复杂系统中各个学科之间相互作用协同机制的研究,可以有效地提高系统的设计效率。
多目标优化实际就是对多个子目标同时实施最优化,就是找出一个能满足所有最优化目标的解,这个解通常不以一个确定的点出现,而是以一个点集的形式出现。
其难点在于这些子目标之间一般相互冲突,全局的优化与各目标自身的优结果可能存在一定矛盾,在理论上,每个目标的优化结果不可能是全局的优化结果,所以目标的改善有可能相互抵触,通常采用先确定某种优化方案,使目标域中的某一目标的优化利度较差,于是只好牺牲该目标,从而使得全局的优化结果得到提升。
为使所有目标均达到最优化,有必要折中优化,在各目标之间进行协调,促使全域的优化结果尽可能最好,最后得到一个最优化的解集。
2 悬架模型建立及仿真分析2.1 悬架模型的建立 考虑汽车的动力学特性，设麦弗逊悬架为多刚体系统，各零部件连接运动副的摩擦力忽略不计，对悬架系统进行简化，设置悬架硬点坐标，利用ADAMS/Car建立悬架系统模型。
汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化祝小元;方宗德;申闪闪;戚玉轩【摘要】A multi-objective topology optimization for the control arm of vehicle suspension is conducted with the compliance (static state) under multi-conditions and the natural frequency of vibration (dynamic state) as objective functions. Based on the SIMP method of topology optimization and combining multilevel tolerant sequential programming approach with compromising programming scheme, first the frequency optimization under free vibration condition and then the compliance optimization at static condition are performed in sequence. Finally, a topological structure of control arm is obtained meeting the both requirements of minimum compliance at static state and highest low-order frequency under dynamic vibration.%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.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】4页(P138-141)【关键词】悬架控制臂;多目标;拓扑优化;多级容差序列规划;折衷规划【作者】祝小元;方宗德;申闪闪;戚玉轩【作者单位】西北工业大学机电学院,西安,710072;西北工业大学机电学院,西安,710072;西北工业大学机电学院,西安,710072;西北工业大学机电学院,西安,710072【正文语种】中文前言控制臂也称摆臂,是汽车悬架系统中重要的安全件和功能件。
44科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N工 程 技 术悬架系统是车辆底盘系统的主要构成,它的性能与车辆的减振性能有密切关系。
而车辆1/4单质量或双质量模型都是双轴汽车的局部系统,只分析了单轮输入下车身的垂直振动[1],而忽略了俯仰振动的影响。
对于给定的悬架系统,其性能可用三个基本参数来进行定量评定,即不舒适性参数(A C C )、悬架动行程(SWS)、车轮动载荷(DT L)[2]。
由于悬挂质量分配系数 1 ,即前后悬架的相互耦合程度较小。
对于客车来说, 一般为0.8～0.9。
因此,双轴车辆系统既可以看成由两个独立悬架系统构成的又是有着相互联系的。
这种联系可以由质心处的的俯仰和垂直运动体表现出来。
对于车辆系统来说,垂直和俯仰这两个自由度的振动对平顺性影响最大。
空气弹簧具有较高的非线性特征,其刚度和阻尼特性随空气悬架工作环境中的气压、高度等条件的变化而变化。
因此,在减震器阻尼系数的选择上都尽可能地与弹簧刚度变化相适应,以达到更好的改善车辆性能的目的。
本文使用多目标规划(MOP)问题中的目标加权方法来解决车辆多目标优化问题。
1 空气弹簧的线性化及其等效刚度的计算由空气弹簧刚度特性曲线(图1)得出空气弹簧的有效面积 e A ,因空气弹簧在车辆的正常工作范围内,有效面积的变化率很小, /0dA dx ＜0x B ;因此为简化起见,本文在此处假设 e A 不变。
/e p F A (1)空气弹簧的刚度为[3],2()e a e A dAk p p p V dx(2)简化为:0()ea A k p p H H(3)其中, p 为空气弹簧的工作气压;F 为单个弹簧的承载力; k 为空气弹簧刚度;为气体多变指数,一般取1.38;a p 为大气压强,本文取0.1MPa;0H 为空气弹簧初始工作高度;H 为空气弹簧在工作过程中的高度变化量。
第27卷第2期2019年6月山东交通学院学报JOURNALOFSHANDONGJTAOTONGUNTVERSTTYVol.27No.2Jun.2019DOT10.3969/j.issn.1672-0032.2019.02.002基于多目标约束的多连杆悬架优化设计张鹏，王洪新，曹昌勇(皖西学院机械与车辆工程学院，安徽六安237012)摘要:多连杆悬架的运动学特性与柔性特性(kinematic&compliance,K&C)是整车操控平顺性的重要组成部分，以正在对标开发的多连杆悬架为例，分析悬架硬点坐标与衬套刚度对车辆K&C主要特性参数的影响程度，并以车轮前束角、车轮外倾角、车辆纵向位移和侧向位移等K&C的主要特性参数满足设计要求为约束条件，通过调整悬架硬点坐标和衬套刚度，实现多连杆悬架的优化#研究表明:优化后的悬架双轮平行跳动时车轮前束角变化、车辆侧倾时前束角变化、悬架侧倾中心高度和纵向力与侧向力作用下的轮心位移变化都能够满足设计要求#关键词:多连杆悬架;多目标约束;悬架硬点;衬套刚度;K&C特性参数;优化中图分类号:U463.33文献标志码:A文章编号：1672-0032(2019)02-0009-08引用格式：张鹏，王洪新，曹昌5.基于多目标约束的多连杆悬架优化设计[J].山东交通学院学报,2019,27(2)：9-16.ZHANG Peng,WANG Honyxin,CAO Changyong.Optimized design of multi-link suspension based on multi-objective restrictions[J].Journal of Shandong Jiaotong University,2019,27(2)：9-16.0引言随着汽车操纵稳定性和舒适性要求的不断提高,多连杆悬架作为车辆的后悬架被广泛采用。
电动汽车动力总成悬置系统的多目标稳健优化设计随着全球节能减排与环保意识的不断提高，人们对电动汽车的需求越来越大。
但是相对于燃油汽车，电动汽车还存在着许多问题，如续航里程不足、充电时间长、电池寿命不佳等，而电动汽车的关键在于动力总成悬置系统，因为它关系到汽车的动力输出、悬挂舒适性和操控稳定性，因此优化设计是必不可少的。
多目标稳健优化设计是一种考虑不确定因素的优化方法，能够有效地提高系统的稳健性和可靠性。
因此，本文将探讨电动汽车动力总成悬置系统的多目标稳健优化设计方案。
首先，为了提高汽车的动力输出，我们需要考虑选择合适的电机和逆变器，以及传动系统的优化设计。
同时，为了保证车辆的悬挂舒适性，我们需要采用有效的悬挂系统，如空气悬挂、自适应悬挂等。
此外，为了保证汽车的操控稳定性，我们需要对转向系统、制动系统以及轮胎进行优化设计。
在进行设计时，我们需要考虑优化目标和优化限制条件。
优化目标可以包括动力性能、燃料消耗、车辆稳定性等多个方面，优化限制条件可以包括安全性、舒适性、成本等多个方面。
为了解决这个多目标问题，我们可以采用多目标优化算法，如NSGA-II、MOEA/D等，将不同的目标权重进行设定，得到一系列的最优解。
在考虑不确定因素时，我们需要将这些因素纳入到设计过程中去，例如电机参数的波动、制动系统的故障、路面状况的不确定性等。
一般情况下，我们可以采用确定性建模和随机建模相结合的方式进行多目标稳健优化设计。
最后，值得注意的是，设计迭代过程中需要注意对各个参数的监控和调整，以便在不断优化的过程中及时发现和解决问题，确保设计的实际性和合理性。
综上所述，电动汽车动力总成悬置系统的多目标稳健优化设计是目前研究的热点，它可以充分考虑到多个方面的优化目标和限制条件，来达到尽可能优秀的汽车性能。
未来，我们可以采用更加先进的优化算法和技术手段，来进一步提高电动汽车的整体性能和市场竞争力。
除此之外，电动汽车动力总成悬置系统的优化设计还需要考虑材料的选择和汽车结构的优化。
