基于遗传算法_响应曲面法的驱动桥桥壳轻量化设计_吕国坤

第44卷第1期 2022年2月工程抗震与加固改造

Earthquake Resistant Engineering and RetrofittingVol. 44,No. 1

Feb. 2022

[文章编号]1002-8412 (2022) 01-0080-08DOI： 10. 16226/j.issn.1002-8412. 2022. 01.010

纵飘斜拉桥基于响应面法的粘滞阻尼器参数优化分析史俊、徐略勤周建庭U2,李修君1(1.重庆交通大学，土木工程学院，重庆400074; 2.重庆交通大学，山区桥梁及隧道工程国家重点实验室，重庆400074)

[提要]针对现有粘滞阻尼器参数优化方法无法考虑地震动特性等多因素影响的不足，基于响应面原理提出了一种粘滞 阻尼器参数优化分析方法。针对某纵飘体系斜拉桥，利用多项式响应面模型拟合桥梁地震响应关于阻尼器参数的函数表达 式，通过方差分析法和^检验法对响应面模型进行精度检验和显著性分析，然后根据桥梁不同减震需求，构建了三种控制效 果的目标函数，运用非线性规划法计算阻尼器参数优化值，并通过时程分析研究了不同地震动特性对阻尼器优化参数的影 响。结果表明：四阶多项式响应面模型可预测性好，拟合精度高，可作为阻尼器参数优化的数学模型；采用响应面法进行阻尼 器参数优化，既可避免单纯依靠经验选取阻尼器参数所带来的不确定性，又能考虑地震动频谱变化、地震动强度、阻尼器成本 等因素的综合影响；本文桥例在两侧场地的E1、E2地震下，最优阻尼器参数组合为《 = 0. 3,Cd = 3000kN_(m/sr°_3。[关键词]纵飘斜拉桥；响应面法；粘滞阻尼器；地震动特性；参数优化

[中图分类号]1)442.53 [文献标识码]A

Parameter optimization analysis of viscous dampers for cable-stayed bridges with floating system based on response surface method

3、悬挂系统设计
悬挂系统是整车的重要部分，它直接决定了车辆的行驶性能和舒适性。在整 体式驱动车桥的悬挂系统中，采用轻量化材料如铝合金和复合材料，以及优化悬 挂结构，可以有效地降低悬挂系统的重量。同时，对于悬挂系统的硬点进行优化 设计，可以提高车辆的操控性和舒适性。
四、试验
1、试验方法与设备
为了验证整体式驱动车桥轻量化设计的有效性，需要进行一系列试验。试验 方法包括台架试验和道路试验。台架试验可以在实验室环境下模拟各种工况，对 车桥的性能进行全面检测；道路试验则在实际行驶环境中对车辆的性能进行测试， 更接近实际情况。试验设备包括各种测试仪器、传感器和数据采集系统等，用于 记录车辆的各种性能数据。
优化设计是一种通过对驱动桥结构进行数学建模，并采用最优化算法进行计 算，寻找最优设计方案的方法。通过优化设计，可以使得驱动桥的结构更加合理， 质量更加轻便。
有限元分析是一种数值分析方法，通过对驱动桥进行离散化处理，将其划分 为许多小的单元体，然后对每个单元体进行力学分析，最终得出整个驱动桥的力 学性能和应力分布情况。通过有限元分析，可以找到驱动桥的最优力学性能和最 小的重量。
轻型驱动桥轻量化设计是汽车工业发展的重要趋势，它可以有效降低车辆的 能耗、减少环境污染，同时提高车辆的性能和安全性。然而，轻量化设计也面临 着一些挑战，如如何保证驱动桥的结构强度和稳定性，如何控制制造成本等。因 此，未来还需要进一步深入研究，探索更加先进的轻量化技术和材料的应用，以 实现更好的轻量化效果和更高的性能表现。
二、背景
整体式驱动车桥是一种将发动机、变速器和驱动轴集成在一起的动力总成结 构。这种结构具有紧凑、重量轻、传递效率高等优点，被广泛应用于各种类型的 汽车中。随着汽车轻量化技术的不断发展，整体式驱动车桥的轻量化设计也成为 了研究的热点。轻量化设计不仅可以减少车身重量，提高车辆性能，还可以降低 车辆的能源消耗和排放，符合当前环保、节能的理念。

摘要在考虑线路不平顺的基础上建立了移动车辆过桥的有限元 模 型"基 于 移 动 车 辆 动 力 响 应 采 用 遗 传 算 法 %94B +420@,-9(*02D6"简称 E<&实现了桥梁结 构 不 同 损 伤 状 态 的 识 别' 以 桥 梁 损 伤 位 置 和 损 伤 程 度 作 为 识 别 因 子"首 先"利用 E< 算法生成不同桥梁损伤状态(其次"采用有限元车桥模型分别计 算 不 同 状 态 下 的 车 辆 动 力 响 应 作 为 分 析数据(最后"采用模拟实测数据与分析数据构建目标函数进行识别'针对不同 损 伤 工 况 进 行 多 次 独 立 重 复 计 算" 选用成功率及首次出现最优解平均迭代代数分析 E< 算 法 识 别 效 率'研 究 发 现#E< 算 法 能 以 较 高 效 率 实 现 桥 梁 单目标和多目标损伤的识别(识别过程中搜索空间大小对 E< 算法 识 别 效 率 影 响 较 大(E< 算 法 对 桥 梁 跨 中 及 !$# 跨位置的损伤识别结果较桥梁端部更为稳定'
毛 云 霄& 王 英 杰&$ 肖 军 华! 时 瑾&$
%&:北 京 交 通 大 学 土 木 建 筑 工 程 学 院 北 京 "&%%%##& %$:北 京 交 通 大 学 轨 道 工 程 北 京 市 重 点 实 验 室 北 京 "&%%%##& %!:同 济 大 学 道 路 与 交 通 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 上 海 "$%&"%#&
笔者在考虑线路不平顺的基础上将简支梁划分 为有限单 元"建 立 了 移 动 车 辆 过 桥 耦 合 系 统 模 型' 通过车辆动力响应的有限元计算数据和模拟实测数 据构建目标函数"以 损 伤 位 置 和 损 伤 程 度 作 为 识 别

基于FEM的驱动桥壳轻量化设计
吴春虎;李方义;李剑峰;刁焕勇
【期刊名称】《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》
【年(卷),期】2011(035)006
【摘要】提出一种基于FEM的轻量化设计方法.该方法以力学计算结果为基础,以相关实验结果为参照,借助有限元分析的方法实现汽车结构件的轻量化.应用此方法对某轻型载货车驱动桥壳进行轻量化设计,使之在轻量化之后仍能达到相关标准要求.
【总页数】4页(P1248-1251)
【作者】吴春虎;李方义;李剑峰;刁焕勇
【作者单位】山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061;山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061;山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061;武汉理工大学机电工程学院武汉430070
【正文语种】中文
【中图分类】U463.218+5;TH122
【相关文献】
1.基于多目标优化的某驱动桥壳轻量化设计 [J], 俞云云;崔世海;许文超
2.汽车驱动桥壳结构优化分析及轻量化设计 [J], 张义壮; 冯川; 孙瑞阳
3.汽车驱动桥壳轻量化设计 [J], 李志虎
4.基于OptiStruct的驱动桥壳轻量化设计 [J], 宋晓飞;林荣会;李帅朝;乔运发;纪玉龙;邓娟;郭志田
5.丘陵山地拖拉机前驱动桥壳组件轻量化设计与试验研究 [J], 冯叶陶;廖敏;张小军;张涛;潘群林
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