检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：赵唤吉林大学

学位级别：硕士

随着汽车设计和制造技术的不断提高,转向系统的性能得到较大改善。但是,还是存在因转向系统出现问题而召回部分车辆的问题。因此,需要不断提高转向系统的质量水平。转向梯形机构作为汽车转向系统的主要传动机构,其设计的好坏决定了汽车... 详细信息

随着汽车设计和制造技术的不断提高,转向系统的性能得到较大改善。但是,还是存在因转向系统出现问题而召回部分车辆的问题。因此,需要不断提高转向系统的质量水平。转向梯形机构作为汽车转向系统的主要传动机构,其设计的好坏决定了汽车的转向特性,影响驾驶舒适性和轮胎的使用寿命等。为了减小转向梯形机构设计的误差,提高汽车的转向性能,有必要进一步对转向梯形机构进行运动分析和优化设计。目前,对转向梯形机构运动分析和优化设计的研究已经取得较大进展。但是,对转向梯形机构的运动分析一般只针对一种特殊布置的转向梯形机构,缺少对不同布置转向梯形机构的统一运动分析,缺乏对转向梯形机构优化设计目标函数和权重函数的研究和总结,稳健性优化设计在转向梯形机构的应用还较少,也没有形成通用的流程。本文以整体式和齿轮齿条式转向梯形机构为研究对象,分析不同布置的两种典型转向梯形机构的平面运动关系;全面分析和比较用于转向梯形机构的目标函数和权重函数,基于Excel和Isight联合仿真,针对两种典型转向梯形机构进行确定性优化设计,比较分析不同目标函数和不同权重函数匹配的效果;对田口方法和6sigma方法进行分析和总结,基于Excel与Isight联合仿真,建立应用两种方法进行稳健性优化设计的流程,完成基于田口方法和6sigma方法的两种典型转向梯形机构的稳健性优化设计,比较分析不同优化设计结果的稳健性。主要工作如下:(1)两种典型转向梯形机构的平面运动分析在基本假设的条件下,将前置和后置两种布置类型的整体式转向梯形机构简化为平面四连杆机构,将后方后置、前方后置、后方前置和前方前置四种布置类型的齿轮齿条式转向梯形机构简化为曲柄滑块机构,利用封闭向量多边形和矢量解析法对两种典型转向梯形机构进行平面运动分析,推导转向梯形机构左右转向轮之间的运动关系,为后续转向梯形机构的优化设计奠定基础。(2)转向梯形机构确定性优化设计的研究研究和总结转向梯形机构优化的目标函数和权重函数,提出基于Excel和Isight进行两种典型转向梯形机构优化设计的方法,建立整体式和齿轮齿条式转向梯形机构的确定性优化设计模型;针对实际的整体式和齿轮齿条式转向梯形机构,基于Excel和Isight联合仿真,完成确定性优化设计,比较不同目标函数和不同权重函数匹配下转向梯形机构优化的结果,确定目标函数和权重函数的最好组合。(3)转向梯形机构稳健性优化设计的研究分析田口方法和6sigma方法以及蒙特卡罗方法的基本原理,建立两种稳健性优化方法和蒙特卡罗稳健性分析的基本流程;根据田口方法基本原理,对两种典型转向梯形机构的可控因子和噪声因子进行正交试验,由输出响应信噪比的大小判断不同正交试验方案的优劣,确定两种典型转向梯形机构的稳健性优化设计结果。根据6sigma方法基本原理,确定两种典型转向梯形机构设计变量和随机变量的分布,对其进行稳健性优化设计。利用蒙特卡罗方法比较分析确定性优化设计后和稳健性优化设计后转向梯形机构的稳健性。

关键词：转向梯形机构整体式转向梯形机构齿轮齿条式转向梯形机构平面运动分析确定性优化设计稳健性优化设计田口方法 6sigma方法

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基于6σ的悬架稳健性优化设计

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机械强度 2020年第2期42卷 357-364页

作者：冯金芝杨志峰杨振毅林阳郑松林上海理工大学机械工程学院上海200093 诸城市义和车桥有限公司诸城262200 上海汇众汽车制造有限公司上海200122

悬架的关键部件如横向稳定杆、橡胶衬套和弹簧等,常因材料和制造工艺的不稳定导致悬架系统的刚度出现波动,对车辆平顺性和操稳性品质产生影响。以麦弗逊前悬架为研究载体,将零部件的刚度特性变化作为噪声变量,将硬点坐标值作为设计变量... 详细信息

悬架的关键部件如横向稳定杆、橡胶衬套和弹簧等,常因材料和制造工艺的不稳定导致悬架系统的刚度出现波动,对车辆平顺性和操稳性品质产生影响。以麦弗逊前悬架为研究载体,将零部件的刚度特性变化作为噪声变量,将硬点坐标值作为设计变量,采用二次响应面法建立了高精度的近似模型。基于同样的约束条件,采用序列二次优化算法,分别对悬架的硬点进行确定性以及稳健性优化设计,并用蒙特卡罗模拟对各自的优化结果进行稳健性分析。仿真计算结果表明:基于6σ的稳健性优化设计不仅使悬架的性能得到优化而且在可靠性水平方面更有优势。

关键词：悬架序列二次规划法确定性优化设计稳健性优化设计

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平面连杆机构的6σ稳健优化设计

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机械传动 2011年第8期35卷 40-43页

作者：潘金坤南京工程学院机械工程学院江苏南京211167

在平面连杆机构的确定性优化设计中,满足各种约束的最优解一般在约束边界附近,当设计变量产生随机波动时,最优解往往变成违反约束的不可行解,导致设计失效。运用6σ稳健优化设计理论,建立了基于容差模型的再现轨迹连杆机构的稳健优化设... 详细信息

在平面连杆机构的确定性优化设计中,满足各种约束的最优解一般在约束边界附近,当设计变量产生随机波动时,最优解往往变成违反约束的不可行解,导致设计失效。运用6σ稳健优化设计理论,建立了基于容差模型的再现轨迹连杆机构的稳健优化设计数学模型,利用iSIGHT软件集成的6σ稳健优化设计模块,进行稳健优化设计。结果表明,稳健优化设计不仅将目标函数随设计变量的波动减小,保证机构运动精度的稳健性,而且使约束函数远离约束边界,达到6σ的水平。

关键词：平面连杆机构确定性优化设计稳健优化设计 iSIGHT

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基于多工况的汽车前端结构优化设计研究

基于多工况的汽车前端结构优化设计研究

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作者：高剑武合肥工业大学

学位级别：硕士

随着社会的发展进步,汽车的人均保有量日渐提高。人们对汽车的安全、节能与环保等方面提出了更高的要求,其中保证并提高汽车的安全性是需要首先考虑的问题。汽车前碰是常见的事故形式,提高汽车前碰的耐撞性和安全性是被动安全研究的重... 详细信息

随着社会的发展进步,汽车的人均保有量日渐提高。人们对汽车的安全、节能与环保等方面提出了更高的要求,其中保证并提高汽车的安全性是需要首先考虑的问题。汽车前碰是常见的事故形式,提高汽车前碰的耐撞性和安全性是被动安全研究的重要内容。现在的研究大多只针对同一工况进行,在提高各个角度汽车前碰的耐撞性要求上有明显的局限性。同时,在优化设计过程中最常使用的近似模型技术中,传统的方法在应对强非线性问题时显示出明显的拟合精度不足的问题。针对以上问题,本文结合C-NCAP中两种正面碰撞工况,通过试验设计方法、改进的似模型技术、多目标优化方法和可靠性优化理论对汽车前端结构进行优化设计。针对优化问题,本文首先建立某款轿车正面100%重叠刚性壁障碰撞和正面40%重叠可变形壁障碰撞两种汽车前碰的有限元仿真模型,并对其进行实车试验对比验证。结果表明:有限元仿真结果与实车试验结果有较高的一致性。为了满足优化设计对近似模型精度的要求,本文应用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)模型中的参数和核函数参数进行寻优,从而构造了比传统方法预测精度高的近似模型。以高精度近似模型为基础,针对汽车前碰的两个工况进行确定性优化,并进行确定性优化解的可靠度评估。针对由于设计变量变动导致约束响应可靠度不足的问题,本文在确定性优化设计的基础上进行可靠性优化设计。优化结果表明,与确定性优化结果相比,可靠性优化设计结果各个响应的可靠度均提升到99%以上。与初始设计相比,经过可靠性优化设计,汽车在两个碰撞工况下的总吸能、峰值加速度、防火墙最大侵入量等均得到了改善,质量得到了降低。同时,近似模型预测值与仿真值最大相对误差仅为1.64%,验证了本文所述近似模型的精确性。总之,经过本文的优化设计流程,汽车的耐撞性和轻量化水平均得到了提高。

关键词：汽车耐撞性多工况 PSO-SVR近似模型确定性优化设计可靠性优化设计

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某型纯电动轿车碰撞安全优化设计方法及应用研究

某型纯电动轿车碰撞安全优化设计方法及应用研究

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作者：夏梁合肥工业大学

学位级别：硕士

纯电动轿车已成为汽车产业的重要发展方向,由此带来的诸多道路交通事故对其安全性能提出了越来越严格的要求。车身结构作为影响汽车碰撞安全的重要因素,其耐撞性能的好坏直接关系到车内乘员的伤害程度,故针对其进行优化设计具有重要价... 详细信息

纯电动轿车已成为汽车产业的重要发展方向,由此带来的诸多道路交通事故对其安全性能提出了越来越严格的要求。车身结构作为影响汽车碰撞安全的重要因素,其耐撞性能的好坏直接关系到车内乘员的伤害程度,故针对其进行优化设计具有重要价值。然而,传统的确定性优化设计仅将设计变量视为固定值,并未考虑到设计变量的不确定性带来的影响。当工程实际中的大量不确定性因素导致设计变量产生波动时,所获得的确定性优化方案通常无法得到保障,因此需要进行不确定优化设计。基于上述原因,本文采用确定性优化设计及不确定性优化设计(包含可靠性优化设计、稳健性优化设计)方法,对某纯电动轿车的碰撞安全性能进行优化。本文首先对车身结构耐撞性的研究现状进行了分析,随后建立了某纯电动轿车40%前部偏置碰撞的仿真模型,并对该模型进行了试验验证。结果表明:仿真结果与试验结果的吻合程度较高,可以使用该模型代替实车试验进行优化设计。在所建立的仿真模型的基础上,本文进行了结构耐撞性的确定性优化设计。为了提升近似模型的预测精度,本文使用最小二乘支持向量回归(Least squares support vector regression,LSSVR)模型来拟合设计变量与输出响应之间的关系,同时使用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)来优化LSSVR模型的参数。随后,本文使用非支配排序遗传算法II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)进行优化设计,优化结果表明:相比于初始设计,关键件的质量降低了10.44%,吸能提升了3.84%,同时车身的峰值减速度和防火墙侵入量也满足了设计要求。基于确定性优化方案,本文进一步讨论了设计变量的不确定性对优化结果的影响。为了提升系统的可靠性及稳健性,本文采用可靠性优化及稳健性优化方法对该轿车的车身结构进行不确定性优化设计。通过比较不同的可靠度/稳健度要求以及不同类型的稳健性优化模型所获得的设计方案,本文从中选择出最适宜作为工程应用的最优解,并通过有限元仿真对其进行了验证。结果表明:虽然相比于确定性设计,不确定性设计在优化目标上略有下降,但优化后的车身性能依然能够满足工程开发需求,同时系统的可靠性和稳健性也有效地得到了保障。

关键词：车身结构耐撞性 PSO-LSSVR近似模型确定性优化设计可靠性优化设计稳健性优化设计

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基于改进鲸鱼算法的车身结构耐撞性优化研究

基于改进鲸鱼算法的车身结构耐撞性优化研究

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作者：黄岳竹合肥工业大学

学位级别：硕士

面对日益严峻的交通事故,如何在碰撞事故发生时尽量提高汽车的安全性能成了亟待解决的焦点问题。车身结构耐撞性作为汽车被动安全性能的关键要素,其性能的优劣直接影响到冲击载荷对乘员的伤害情况,故车身结构优化对降低乘员伤害具有重... 详细信息

面对日益严峻的交通事故,如何在碰撞事故发生时尽量提高汽车的安全性能成了亟待解决的焦点问题。车身结构耐撞性作为汽车被动安全性能的关键要素,其性能的优劣直接影响到冲击载荷对乘员的伤害情况,故车身结构优化对降低乘员伤害具有重要意义。本文考虑到结构优化问题的复杂性,借助群智能优化算法和近似模型技术构建优化模型,研究车身结构耐撞性能优化。鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)是一种基于群体协作的全局优化算法,寻优性能较好但也存在一定的局限性。为此,提出一种改进的多目标鲸鱼优化算法(Improved Multi-objective Whale Optimization Algorithm,IMOWOA)。该算法利用混沌搜索策略和全局极值优化策略增强群体搜索能力,减少寻优盲点,丰富种群多样性,避免算法早熟收敛。同时,还借鉴了外部存储策略来维持种群多样性,并利用可行解优先法来处理违反约束条件的不可行解。通过10种函数优化问题验证了该算法的可行性和有效性。对于耐撞性优化问题,首先建立正面40%偏置碰撞模型,并将仿真结果与实车试验进行对标验证。其次,构建高精度的支持向量回归(Least Squares Support Vector Regression,LSSVR)模型代替碰撞模型进行响应预测,并利用WOA算法优化LSSVR模型参数,提高模型预测精度。最后,基于确定性优化方案和可靠性优化方案,利用IMOWOA算法和WOA-LSSVR模型技术优化汽车前碰结构耐撞性能,并将优化结果进行仿真验证。优化结果表明:与初始设计相比,优化后的前碰结构的耐撞性能得到了明显的改善。与确定性优化设计相比,可靠性优化设计的目标性能略有下降,但优化结果可靠度得到了有效提升。

关键词：改进的鲸鱼优化算法 WOA-LSSVR模型正面偏置碰撞确定性优化设计可靠性优化设计

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基于可靠性的结构优化概念和方法

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力学进展 1988年第4期 541-549页

作者： Dan M.Frangopol,刘东 Colorado大学土木工程系上海交通大学

本文综述了基于可靠性的结构优化中的主要概念和方法。导出了多准则优化的新公式。给出了营运状态和/或终极状态的可靠性约束下不同准则用于结构最优设计所得结果的比较。

关键词：塑性破坏结构优化问题优化公式结构优化概率水平不予考虑目标函数敏感性分析确定性优化设计概率模型结构重量概念思维形式

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